[发明专利]一种基于多巴胺修饰聚吡咯导电水凝胶的高灵敏度压阻传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于多巴胺修饰聚吡咯导电水凝胶的高灵敏度压阻传感器，所述传感器包括压敏感应层，压敏感应层两侧设有电极层，由柔性保护层封装，其特征在于，所述的压敏感应层基于多巴胺修饰聚吡咯作为导电相的导电水凝胶制备而成，且表面具有均匀微突起，微突起的高度为15-20μm；所述的压敏感应层的厚度范围为800μm-1000μm，所述的导电水凝胶为杨氏模量为50 kPa-55 kPa的导电水凝胶材料；所述的导电水凝胶是以聚丙烯酰胺链段网络为基体，以多巴胺修饰的聚吡咯纳米材料为导电相；所述微突起是以丝网印刷方法中的筛网作为模板，采用预凝胶后在模板上受压成型制得。

2.根据权利要求1所述的一种基于多巴胺修饰聚吡咯导电水凝胶的高灵敏度压阻传感器，其特征在于，所述的多巴胺修饰的聚吡咯纳米材料为纳米颗粒。

3.根据权利要求1所述的一种基于多巴胺修饰聚吡咯导电水凝胶的高灵敏度压阻传感器，其特征在于，所述的多巴胺修饰的聚吡咯纳米材料为纳米纤维。

4.根据权利要求1所述的一种基于多巴胺修饰聚吡咯导电水凝胶的高灵敏度压阻传感器，其特征在于，所述多巴胺修饰的聚吡咯纳米材料是采用改进的水分散聚合法制得，包括如下：

称取六水合氯化铁于容器中，加入去离子水溶解，搅拌至澄清；

将上述容器置于冰水浴中，使体系温度转变为0℃；

称取多巴胺盐酸盐加入上述容器中，继续磁力搅拌；

向上述容器中加入吡咯单体，在搅拌以及冰水浴的条件下进行聚合反应；离心、采用去离子水-无水乙醇-去离子水的顺序冲洗多次，真空干燥得到固体产物并研磨得到粉末状，真空干燥后冷藏保存；

在将所述容器置于冰水浴中之前，若向容器溶液中添加0.5-2.5 mol/L的盐酸，则最终制备得到的聚吡咯导电纳米材料为纳米纤维状；否则为纳米颗粒状。

5.制备如权利要求1-4任一项所述的高灵敏度压阻传感器的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a. 通过改进的水分散聚合法制备得到多巴胺修饰的聚吡咯纳米材料，低温4℃下保存；

b. 将丙烯酰胺单体和上述制得的纳米材料加入去离子水中，超声搅拌至溶液均一；

c. 加入引发剂过硫酸铵、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、交联促进剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺；

d. 将所得置于30-50℃真空干燥箱中5-7h凝胶，凝胶并制备微结构后，获得压敏感应层；所述微结构是以丝网印刷方法中的筛网作为模板，采用预凝胶后在模板上受压成型制得；

e．在压敏感应层两侧制备电极层，并采用柔性保护层进行封装，获得柔性压阻传感器。

6.根据权利要求1所述的一种基于多巴胺修饰聚吡咯导电水凝胶的高灵敏度压阻传感器，其特征在于，当所述导电水凝胶中以改进的水分散聚合法制得的多巴胺修饰的聚吡咯纳米纤维材料为导电相，所述压阻传感器的在小于3kPa的低压范围的灵敏度达到238.9kPa^-1。