[实用新型]自修复柔性电子应变传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于应变传感器技术领域，特别是涉及一种自修复柔性电子应变传感器。

背景技术

传统电子器件大多为无机半导体或金属，由于其刚度强和质地脆等特性，材料多次使用会发生疲劳受损或是长因为人为因素而损坏，逐渐无法满足新一代电子设备的需求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种与其他柔性应变传感器相比具有自我诊断、自我修复的特点且质量轻、柔性好、韧性强的自修复柔性电子应变传感器。

本实用新型所采取的技术方案是：自修复柔性电子应变传感器，包括纳米粒子导电层、两片自修复材料板及两片基体板；所述两片自修复材料板平行设置，两片自修复材料板内侧面之间通过涂覆银纳米粒子导电层固定连接，两片自修复材料板外侧面各与一片基体板固定连接，所述两片自修复材料板采用在具有动态氢键作用的弹性体聚合物中添加微米增强体—碳纤维的材质制成。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型改善了传统应变传感器质量大、刚性强、质地脆等缺点，采用轻质高弹的基体板，通过与涂覆银纳米粒子导电层的增韧自修复材料复合得到最终的柔性电子应变传感器，与传统应变传感器相比具有质量轻、柔性好、韧性强等优点，并且，本实用新型的自修复材料板具有自我诊断、自我修复的特点，可在自修复材料板发生损坏时有效修复，延长了自修复材料板的使用寿命，增强了自修复材料板使用的安全性。

附图说明

图1：本实用新型结构示意图；

图2：本实用新型自修复材料板受损修复过程示意图；

其中：1-基体板；2-自修复材料板；3-纳米粒子导电层。

具体实施方式

如图1、图2所示，自修复柔性电子应变传感器，包括纳米粒子导电层3、两片自修复材料板2及两片基体板1；所述两片自修复材料板2平行设置，两片自修复材料板2内侧面之间通过涂覆银纳米粒子导电层3固定连接，两片自修复材料板2外侧面各与一片基体板1固定连接，所述两片自修复材料板2采用在具有动态氢键作用的弹性体聚合物中添加微米增强体—碳纤维的材质制成。

所述两片基体板1的材质为聚二甲基硅氧烷（PDMS）。

每片所述基体板1均与对应的自修复材料板2平行设置，每片基体板1的面积均大于对应基体板1的面积。

自修复材料板2以脂肪多酸和多胺缩合后与尿素反应，制备具有动态氢键作用的弹性体聚合物，其中N-H基团和C=O基团分别可以充当氢键的供体和受体，形成N-H···O=C氢键作用，当其被破坏或者剪成两片后所形成氢键断裂，如果将断口两端重新接触在一起，材料可以自我修复，在制备过程中通过添加微米增强体—碳纤维来改善材料的力学性能和韧性，利用模压法将材料制成片状。通过改变碳纤维添加量控制纤维和聚合物比例来制备材料，利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）等测试对材料性能进行表征，可找出最佳的碳纤维添加比例。

银纳米粒子导电层3的涂覆：通过在两片自修复材料板2间涂覆银纳米粒子导电层3来制备“夹层结构”以增强材料导电性。

两片基体板1选取柔性高、弹性好、质量轻的聚二甲基硅氧烷（PDMS）为基体材料，在两片PDMS涂覆层未完全固化前将夹层置于中间，加热使PDMS完全固化，完成柔性电子应变传感器的复合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。