[发明专利]一种基于逐层组装技术（LBL）制备的柔性应力传感器

权利要求书

1.一种基于逐层组装技术(LBL)制备的柔性应力传感器的制备方法，其特征在于：所述柔性应力传感器包括至少一层骨架材料和至少一层导电材料；在导电材料两侧面分别贴敷骨架材料，其构成“三明治”结构的柔性应力传感器；骨架材料为含有羟基、酮基的活性基团的亲水性聚合物，导电材料为酸、盐掺杂导电聚合物复合过渡金属碳化物材料；

骨架材料包括第一骨架和第二骨架，由第一骨架和第二骨架“夹持”导电材料制备具有典型“三明治”结构的柔性应力传感器；

采用冷冻循环法制备水凝胶骨架材料，在高温80℃～90℃油浴中溶解聚合物，配制成浓度在15％的水凝胶热溶液；再将15％的水凝胶热溶液置于冰箱中进行冷冻24h，常温解冻2h，如此冷冻-解冻循环5次以上，制备所需水凝胶骨架材料；

导电材料的制备：首先称取0.2g～0.5g的导电聚合物，超声分散于2.5ml的NMP溶液中，配制成浓度为0.08g/ml～0.2g/ml的导电溶液；将盐酸、对甲苯磺酸、对甲苯磺酸钠、磺酸水杨酸、氯化钠、水杨酸形成的混合物按30％～100％的配比掺入，调控溶液的PH在2～4之间，实现得到本征态导电聚合物导电，即得到导电材料；

导电聚合物溶液制备：将酸掺杂后的浓度在0.05～0.15g/ml的导电聚合物溶液移取50ml置于试剂瓶中，再按一定量移取二维材料过渡金属碳化物MXene水溶液置入试剂瓶中，配制成二维材料过渡金属碳化物MXene含量在0～100％的导电溶液，在超声环境中进行分散2～8h,待用；

其中，基于逐层组装技术(LBL)将制备的水凝胶定量浇筑后，于60℃干燥成型后，再将配制的导电复合溶液进行二次定量浇筑，于60℃静置30min-120min后，在导电层两侧引出金属电极后，进行水凝胶三次定量浇筑，于60℃干燥成型、封装，得到基于逐层组装技术(LBL)制备的柔性应力传感器。

2.根据权利要求1所述的基于逐层组装技术(LBL)制备的柔性应力传感器的制备方法，其特征在于：骨架材料采用水凝胶骨架材料层状复合导电材料。

3.根据权利要求2所述的基于逐层组装技术(LBL)制备的柔性应力传感器的制备方法，其特征在于：水凝胶骨架材料通过具有良好生物相容性的亲水性高分子材料按一定配比复合配制成15％的水凝胶溶液后，在高温油浴中机械搅拌下，溶解配制水凝胶热溶液。

4.根据权利要求2所述的基于逐层组装技术(LBL)制备的柔性应力传感器的制备方法，其特征在于：所述具有良好生物相容性的亲水性高分子材料为聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)。

5.根据权利要求1所述的基于逐层组装技术(LBL)制备的柔性应力传感器的制备方法，其特征在于：通过不同比例的酸、盐掺杂导电聚合物的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液复合过渡金属碳化物MXene水溶液而成导电材料。

6.根据权利要求3所述的基于逐层组装技术(LBL)制备的柔性应力传感器的制备方法，其特征在于：导电聚合物包括：聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTHF)。

7.根据权利要求3所述的基于逐层组装技术(LBL)制备的柔性应力传感器的制备方法，其特征在于：通过一定配比的盐酸和氟化钠置于反应器中，在水浴40℃下，缓慢加入定量的Ti₃AlC₂，刻蚀一定时间后，进行多次离心清洗，真空过滤，得到Ti₃C₂即过渡金属碳化物MXene材料，真空干燥保存。

8.根据权利要求1所述的基于逐层组装技术(LBL)制备的柔性应力传感器的制备方法，其特征在于：导电复合溶液按一定配比将酸、盐掺杂后的导电聚合物/NMP溶液复合过渡金属碳化物MXene水溶液，超声环境分散4h,真空保存。

9.根据权利要求1所述的基于逐层组装技术(LBL)制备的柔性应力传感器的制备方法，其特征在于：金属电极材料包括铜电极、银电极、金电极。