[发明专利]一种可穿戴热疗电子器件

说明书

本发明公开了一种可穿戴热疗电子器件及其阵列化的制备方法，属于电子皮肤技术领域，具体涉及可穿戴电子器件技术领域，以解决现有的热疗设备存在体积和重量较大，不易控温等缺点，其应用主要限制在医院中，应用上存在局限性的缺陷，从下至上依次包括无纺布衬底、丝网印刷银浆电极、导电材料和无纺布复合敏感层、PDMS缓冲层和导线。本发明提出的阵列化热疗电子器件可以同时感知一些人体的基本生理信号的同时根据运动程度有效的控制热疗的温度，采用无纺布来制备器件，也能保证皮肤的舒适性，该热疗电子器件具有优异的皮肤适应性和更广的应用范围，可促进可穿戴电子领域的广泛应用。

技术领域

一种可穿戴热疗电子器件及其阵列化的制备方法，本发明属于电子皮肤技术领域，具体涉及可穿戴电子器件技术领域。

背景技术

近年来，多功能柔性电子器件凭借其在可穿戴柔性传感器、智能医疗监测、人机交互界面、电子皮肤和软机器人等领域的巨大潜在应用而备受关注。在此基础上，相应的用于医疗的电子器件，如薄膜制热器、心脏起搏器、刺激响应型药物释放平台等，也引起了人们对各种物理治疗和化学治疗的极大兴趣。因此，随着人们对便携性和可穿戴的柔性电子器件需求不断增加，迫切需要具有集成医疗监测和医疗治疗功能的可穿戴电子器件。特别是可穿戴的柔性应力、应变传感器，目前此类传感器主要依靠有三维导电网络结构的应力敏感材料与弹性材料复合而成。而作为传感器核心的应力敏感材料主要是以导电聚合物、碳纳米管、石墨烯、金属纳米线等材料为导电材料，采用模板法和冷冻干燥工艺等制备而成。但是这些材料存在制备工艺复杂、成本高以及不可再生等问题。另外以应力、应变传感器为代表的可穿戴设备，目前仅有健康检测功能，尚未有将智能医疗功能与健康检测功能集于一体的研究报道。

由柔性衬底和导电纳米材料组成的各种导电复合材料在多功能柔性电子器件制造中具有广阔的应用前景。然而由于传统塑料基材与人体皮肤存在机械不匹配以及不良的透气性，它们通常不适用于个人健康监测和治疗应用的柔性电子器件。与传统的导电金属不同，具有更好柔韧性的新型导电材料，如金属纳米线、本征导电聚合物和碳纳米管等材料，可通过溶液法，如浸涂法、喷涂法和丝网印刷在柔性基底上构建导电层。金属纳米线由于其良好的导电性和机械柔韧性而具有很大的应用前景，但同时也存在纳米线聚集、结点电阻高、成本高等缺点。碳纳米管和石墨烯等具有优良导电性能的碳纳米填料已成为制备柔性电子器件的重要研究方向，但其在水介质中的加工性能差，与普通柔性衬底的弱相互作用阻碍了其广泛应用。此外，这些纳米材料最常用于测量机械刺激下电阻变化的可穿戴传感器，然而它们无法将高导电性与机械耐久性耦合用于热疗应用。因此，如何同时获得可靠的力学完整性和良好的电学性能，以制备用于医疗保健和治疗的多功能智能织物仍然是一个巨大的挑战。

在医疗方面，热理疗是一种常用的治疗方法，广泛用于治疗关节肿痛，改善肌肉痉挛与炎症等症状，但是传统的热疗设备存在体积和重量较大，不易控温等缺点，其应用主要限制在医院中。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种可穿戴热疗电子器件及其阵列化的制备方法，以解决现有的热疗设备存在体积和重量较大，不易控温等缺点，其应用主要限制在医院中，应用上存在局限性的缺陷。

本发明采用的技术方案如下：

一种可穿戴热疗电子器件，从下至上依次包括无纺布衬底、丝网印刷银浆电极、导电材料和无纺布复合敏感层、PDMS缓冲层和导线。