[发明专利]一种智能磁驱动自修复柔性压敏传感器的制备方法

说明书

本发明公开了一种智能磁驱动自修复柔性压敏传感器的制备方法。方案为：首先制备出银纳米线和线型针状磁性镍；再合成出具有自修复功能的高分子基体材料；然后将银纳米线和磁性镍混合后加入到上述基体中，再进行交联、固化、成膜；将自修复柔性薄膜封装后，放入磁场中充磁取向，即可获得智能磁驱动自修复柔性压敏传感器。优点：1、银纳米线与线型针状磁性镍复配后，线型针状结构能与银线有效架构，导电通路更加有效；2、磁驱动自修复柔性压敏传感器采用二聚酸作为单体单元，使得制成的自修复柔性薄膜具有优异的力学性能；3、对模具施加磁场后易于各向异性磁性镍在高分子基体中定向取向，实现了智能磁驱动效果。

技术领域

本发明涉及一种智能传感器，尤其涉及一种智能磁驱动自修复柔性压敏传感器的制备方法。

背景技术

近年来，随着材料学和柔性电子学的发展，电子皮肤和柔性传感器件在医疗健康、军事、航空航天、消费电子等产业领域表现出极大的应用潜力。因此，利用不同的材料来制备结构独特、灵敏度高、力学性能好的新型柔性压敏传感器的研究备受国内外研究者的广泛关注，并逐渐成为当前的重要前沿热点。

压敏传感器又称压力传感器，是一种对外界压力较为敏感的传感器，被广泛应用于电子器件、可穿戴装备、机器人等领域。然而，目前现有压力传感器存在功能单一、精度差、寿命短等缺点，特别是当传感器受到外界破坏、自身疲劳、老化后，压力传感器丧失了其基本传感功能，严重降低设备的使用寿命及稳定性。因此，开发出一种具有自修复功能的传感器具有重要的意义。

目前，有文献报道如吉林大学孙俊奇课题组，他们将吡咯烷酮修饰的银纳米线通过氢键作用与多层电解质膜进行复合，得到一种可自修复的导电薄膜，将其泡在水中10 s即可实现修复或采用近红外光照进行自修复。厦门大学翁文桂、夏海平课题组设计了两种带有氨基甲酸酯的单体并进行自由基共聚得到一种自修复的超分子化合物。然后将超导电炭黑与自修复高分子进行复配，得到一种电导率达1 s/cm的半导体。K. A. Williams等使用N-杂环卡宾和过渡金属合成得到一种导电自修复薄膜。这种材料的电导率达10^-3 S/cm，当材料受到破坏后，可通过加热（200 ^oC）或在DMSO蒸汽下（150 ^oC）持续加热2 h实现愈合。然而，这些自修复导电高分子材料只能在水、有机蒸汽、近红外光照、高温加热等手段才能实现自修复。因此，如何制备出具有更智能、无需外界有机试剂帮助的自修复柔性压敏传感器是目前研究的重要课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于如何克服现有的柔性自修复压敏传感器需要外界有机试剂、高热能量、人功干预的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能磁驱动自修复柔性压敏传感器的制备方法。该方法以一维银纳米线为导电相，以线型针状磁性镍作为磁驱动来源，充磁后能形成N-S取向，可实现自我智能自修复体系。本发明能有效的克服了现有技术的不足，具有巨大的市场应用前景和良好的经济社会效益。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种智能磁驱动自修复柔性压敏传感器的制备方法，包括以下步骤：

1）制备一维银纳米线材料

a）乙二醇预处理：将50～100 mL的乙二醇加入到三口烧瓶中在150～170℃充分加热10～30分钟；

b）量取1～4 mL的NaCl水溶液加入预处理后的乙二醇中，加热10～15分钟；NaCl水溶液浓度为0.002～0.004 mol/L；

c）将一定量硝酸银溶于乙二醇中，形成0.3～0.5 mol/L的硝酸银溶液；将一定量聚乙烯吡咯酮（PVP）溶于乙二醇中，形成0.4～0.6 mol/L的PVP溶液；取10～15 mL硝酸银溶液加入到步骤1）b）形成的混合溶液中，同时取30～45mL的PVP溶液通过蠕动泵缓慢滴入，时间控制在50～90分钟内；