[发明专利]层层自组装材料及其制备方法及柔性应变传感器

说明书

本发明公开了一种层层自组装材料，其包括柔性衬底、以及附在所述柔性衬底上的自组装叠层；所述自组装叠层包括间隔交替组装的第一层和第二层；所述第一层包括聚多巴胺包覆的羧基化碳纳米管；所述第二层包括壳聚糖。上述层层自自组装材料，自组装叠层与柔性衬底结合紧密，增大了拉伸感应范围，可适应宽量程的拉伸；自组装叠层在增加感应范围的同时又提供了高灵敏度以及良好的稳定性。本发明还提供了层层自组装材料的制备方法及柔性应变传感器。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种层层自组装材料及其制备方法及柔性应变传感器。

背景技术

传统的应变传感器都是刚性的，十分坚硬，不容易发生形变；在面对各种复杂信号时，不能满足需求。

而柔性应变传感器具有轻薄便携、电学性能优异和集成度高等特点,可以广泛用于人体运动监测、表情识别、脉搏检测等。

但是，目前的柔性应变传感器同时实现高灵敏、宽量程，还是一个很大的挑战。

发明内容

针对上述不足，有必要提供一种新的层层自组装层。

一种层层自组装材料，包括柔性衬底、以及附在所述柔性衬底上的自组装叠层；所述自组装叠层包括间隔交替组装的第一层和第二层；

所述第一层包括聚多巴胺包覆的羧基化碳纳米管；

所述第二层包括壳聚糖。

上述层层自自组装材料，自组装叠层与柔性衬底结合紧密，增大了拉伸感应范围，可适应宽量程的拉伸；自组装叠层在增加感应范围的同时又提供了高灵敏度以及良好的稳定性。

优选地，所述柔性衬底的材料为氨纶。

优选地，所述自组装叠层的层数为8～64。

本发明还提供了一种层层自组装材料的制备方法。

一种层层自组装材料的制备方法，包括如下步骤：

提供第一溶液；所述第一溶液包括聚多巴胺包覆的羧基化碳纳米管；

提供第二溶液；所述第二溶液包括壳聚糖；

将柔性衬底先浸渍在所述第二溶液中，然后再浸渍在所述第一溶液中；如此循环浸渍多次；

浸渍完毕后，烘干。

上述层层自组装材料的制备方法，通过静电自组装，简单方便。并且静电自组装，克服了导电材料与柔性衬底结合不良的缺陷。

优选地，每次在所述第二溶液中的浸渍时间为4～6min；每次在所述第一溶液中的浸渍时间为4～6min。

优选地，在浸渍之前，还包括对所述柔性衬底进行预处理；所述预处理包括如下步骤：

将所述柔性衬底浸渍在碱溶液中除油，清洗后进行超声波震荡。

优选地，所述第一溶液通过如下方法制备：

将聚多巴胺包覆的羧基化碳纳米管分散在去离子水中，然后球磨6～8小时；将球磨后所得的分散液进行超声波分散20～40分钟。

优选地，所述聚多巴胺包覆的羧基化碳纳米管通过如下方法制备：

将多巴胺分散于去离子水中，然后用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐调节pH至7.5～9.5，再加入羧基化碳纳米管，搅拌反应22～26小时，分离干燥后得到聚多巴胺包覆的羧基化碳纳米管。

优选地，所述第二溶液通过如下方法制备：

在去离子水中，加入壳聚糖以及2wt％的醋酸溶液，搅拌均匀，得到第二溶液。

本发明还提供了一种柔性应变传感器。