[发明专利]一种担载金属氧化物、导电高分子和二维纳米材料的柔性传感织物、制备方法及其应用

说明书

本发明为一种担载金属氧化物、导电高分子和二维纳米材料的柔性传感织物、制备方法及其应用。该柔性传感织物通过先将富含氧缺陷和结晶水的金属氧化物浸渍到织物表面，然后再复合导电高分子和二维纳米材料而成。该柔性传感织物具有优异的柔性、可扭转性、可拉伸性、可裁剪性，还可以集成到衣服和工装表面，从而获得可穿戴的柔性传感技术。所发明的柔性传感织物为核心的柔性可穿戴传感技术，在未来的智慧医疗、工业产业、社会安全和航空航天等领域有潜在应用价值和广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及一种担载金属氧化物、导电高分子和二维纳米材料的柔性传感织物、制备方法及其应用。该柔性传感织物通过先将富含氧缺陷和结晶水的金属氧化物浸渍到织物表面，然后再复合导电高分子和二维纳米材料而成。本发明包含柔性传感织物、制备方法及其应用，属于传感技术领域。

背景技术

近来，柔性可穿戴传感器及其技术在未来的智慧医疗、工业产业、社会安全、航空航天领域发挥日益增强的作用。柔性衬底是实现可穿戴电子器件的一个关键因素。目前，先存柔性衬底如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，聚酰亚胺(PI)和聚偏二氟乙烯(PVDF)不仅会降低人们的舒适感，还会带来皮肤和柔性衬底的兼容性问题。尤其衬底表面担载的材料会受力弯曲后脱落，进而降低由其制造电子器件的稳定性。理想情况下，将可穿戴电子器件直接集成在衣服/工装表面，但二者之间的兼容性依然是发展高性能电子器件亟待解决的难题。为此，本专利拟采用金属氧化物、导电高分子和二维纳米材料合成复合材料，然后担载到柔性织物表面，进而可以集成在衣服/工装表面。本发明为新型的柔性传感织物，制备方法，在未来的可穿戴传感科技中有潜在的应用前景。

发明内容

本发明为一种担载金属氧化物、导电高分子和二维纳米材料的柔性传感织物、制备方法及其应用。该织物具有优异的柔性、可拉伸性、可裁剪性，还可以集成到衣服和工装表面，从而获得特定的功能。

本发明中的柔性传感织物发明内容如下：

本发明所述的担载金属氧化物、导电高分子和二维纳米材料的织物具有优异的柔性、可扭转性、可拉伸性、可裁剪性，还可以集成到衣服和工装表面。

所述的金属氧化物、导电高分子和二维纳米材料可用作定制柔性传感织物图案的染色剂。

所述的柔性织物材质包括棉布、麻布、丝绸、呢绒、化纤、混纺等以及取自于上述材质的单根纤维或若干根织物纤维。

所述的金属氧化物为三氧化铬(CrO₃)、三氧化二铁(Fe₂O₃)、五氧化二钒(V₂O₅)、氧化铊(Tl₂O₃)和二氧化锰(MnO₂)中的任意一种，或几种氧化物的混合物。

所述的金属氧化物，富含缺陷氧(比例为10％-90％)和结晶水(1-10H₂O/摩尔)，具有氧化性。

所述的导电高分子为聚苯胺(PANI)、聚吡咯、聚噻吩、聚亚苯基、聚苯乙炔和聚吲哚中的任意一种，或几种导电高分子的混合物。

所述的二维纳米材料是氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(rGO)、氮化硼(BN)、氮化碳(C₃N₄)、二硫化钨(WS₂)、二硫化硒(SeS₂)、二硫化钼(MoS₂)和Mxene中的任意一种，或几种二维纳米材料的混合物。

所述的金属氧化物、导电高分子和二维纳米材料复合物的微观形貌为纳米纤维、纳米片，或纳米纤维与纳米片的混合物；其中，金属氧化物的微观形貌为纳米颗粒、纳米纤维、纳米片和纳米花中的一种、两种或者多种的混合物；二维纳米材料的微观形貌为二维纳米片(5-20纳米厚)。