[发明专利]一种各向异性磁性纳米压电材料及其制备方法

说明书

本申请提供了一种各向异性磁性纳米压电材料及其制备方法，解决了现有技术中纳米压电材料对于具有方向的压力无法进行感知的技术问题。通过将四氧化三铁悬浮液与二甲基硅氧烷单体溶液进行混合，选用的材料简单，可控，在混合过程中不会产生废弃物；随后加入固化剂进行固化，涂覆至载玻片表面，经过磁化处理，使得涂覆在载玻片表面上的第二溶液的磁性粒子在磁场的作用下具有一定的方向性、然后干燥去除水分，获得各向异性磁铁纳米压电材料；采用该制备方法得到的各向异性磁铁纳米压电材料能够感知不同方向的压力。

技术领域

本申请涉及压电材料制备技术领域，具体涉及一种各向异性磁性纳米压电材料及其制备方法。

背景技术

柔性电子与柔性压电器件具有低成本和易部署的优点，为物联网可穿戴、可植入技术的发展提供新的驱动力。其中，柔性电子与柔性压电器件所使用的压电纳米材料，在受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料，根据外部环境例如微小的声音、微弱的振动等转换为电能；由于内部强压电极化电场的结构特点，能量转化过程受到表面、界面、结区物理化学的影响。例如，将纳米材料聚集在产品表面，材料的比电荷达到了788uC/m²，极大的增加了能量输出；或者，将压电材料植入到鞋子中，在人走路时收集能量用于压电。

现有技术中的纳米压电材料多数采用刚性金属材料，在使用过程中，对于具有方向的压力无法进行感知，且容易损耗无法长期使用。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种各向异性磁性纳米压电材料及其制备方法，解决了现有技术中纳米压电材料对于具有方向的压力无法进行感知的技术问题。

为使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

根据本申请的一个方面，一种各向异性磁性纳米压电材料的制备方法，包括：制备四氧化三铁悬浮液；将四氧化三铁悬浮液加入至二甲基硅氧烷单体溶液，并进行第一次搅拌，获得第一溶液；将固化剂加入至第一溶液，并进行第二次搅拌，获得第二溶液；将第二溶液涂覆至载玻片表面；以及对涂覆在所述载玻片表面上的第二溶液进行磁化处理，然后干燥，获得各向异性磁铁纳米压电材料。

在一种可能的实现方式中，在将固化剂加入第一溶液，并进行第二次搅拌，获得第二溶液后，且在将第二溶液进行涂覆至载玻片表面之前，所述制备方法还包括：对第二溶液进行超声处理3-7分钟，所述超声的超声强度为35～60瓦；其中，对将第二溶液涂覆至载玻片表面包括：将经过所述超声处理的第二溶液涂覆至所述载玻片表面；对涂覆在所述载玻片表面上的第二溶液进行磁化处理，然后干燥获得各向异性磁铁纳米压电材料，包括：对涂覆在所述载玻片表面上的经过所述超声处理的第二溶液进行磁化处理，然后干燥获得各向异性磁铁纳米压电材料。

在一种可能的实现方式中，将经过所述超声处理的第二溶液涂覆至所述载玻片表面，包括：将经过所述超声处理的第二溶液旋转涂覆至所述载玻片表面。

在一种可能的实现方式中，所述旋转涂覆时的旋转速度为：1200～1800转/分钟，旋转涂覆的时间为：50～70秒。

在一种可能的实现方式中，所述磁化处理的时间为2～8小时，磁化处理的磁场强度为300～500高斯。

在一种可能的实现方式中，在干燥获得各向异性磁铁纳米压电材料中，所述干燥的温度为60～120摄氏度，干燥的时间为1～6小时。

在一种可能的实现方式中，在将四氧化三铁悬浮液加入至二甲基硅氧烷单体溶液，并进行第一次搅拌，获得第一溶液过程中：将0.1毫升所述四氧化三铁悬浮液加入至0.1至2.1毫升所述二甲基硅氧烷单体溶液。

在一种可能的实现方式中，在将固化剂加入第一溶液，进行第二次搅拌，获得第二溶液过程中：将0.01～0.5毫升的所述固化剂加入所述第一溶液。