[发明专利]一种柔性温度传感器阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性温度传感器阵列，其特征在于，包括热敏层、柔性基底以及导线，所述热敏层设置于所述柔性基底上；

所述热敏层由若干温度传感单元以固定间距排布形成；

所述导线按设定的线路粘附在所述柔性基底上并与所述温度传感单元连接；

所述温度传感单元由(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸))/碳纳米管/还原氧化石墨烯复合薄膜制备得到。

2.根据权利要求1所述的柔性温度传感器阵列，其特征在于，所述若干温度传感单元采用多路复用线路连接。

3.根据权利要求1所述的柔性温度传感器阵列，其特征在于，所述若干温度传感单元排布成方形阵列、菱形阵列、扇形阵列、圆形阵列或环型阵列。

4.一种根据权利要求1-3任一项所述的柔性温度传感器阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将改性后的单壁碳纳米管、还原氧化石墨烯加入到(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸))水溶液中，分散均匀后，真空抽滤并干燥，得到所述(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸))/碳纳米管/还原氧化石墨烯复合薄膜；

将所述(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸))/碳纳米管/还原氧化石墨烯复合薄膜按设定的图形结构进行切割，得到若干温度传感单元；

将所述若干温度传感单元以固定间距粘附在所述柔性基底上；

将导线按设定的路线粘附在所述柔性基底上并与所述温度传感单元通过银浆进行连接，形成多路复用线路；

待所述银浆固化后，进行封装、干燥，得到所述柔性温度传感器阵列。

5.根据权利要求4所述的柔性温度传感器阵列的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、酸洗碳纳米管：取碳纳米管粉末加入到H₂SO₄/H₂O₂混合液中，加热并冷凝回流，待冷却至室温后，用去离子水洗涤至溶液成中性，将所述溶液进行真空抽滤后干燥，制得酸洗后的碳纳米管；

S2、制备还原氧化石墨烯：将氧化石墨烯粉末加入水中，得到分散的氧化石墨烯溶液，滴加还原剂到所述氧化石墨烯溶液中，经反应得到还原氧化石墨烯溶液；随后将所述还原氧化石墨烯溶液洗涤至中性，抽滤并干燥，得到还原氧化石墨烯粉末；

S3、制备复合溶液：向PEDOT:PSS水溶液中加入二甲基亚砜溶液，然后加入S1中所述酸洗后的碳纳米管、S2中所述还原氧化石墨烯粉末以及十二烷基苯磺酸钠粉末，搅拌并分散，得到复合溶液；

S4、制备复合薄膜：将S3所述复合溶液进行离心后抽滤，然后加热、干燥，得到(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸))/碳纳米管/还原氧化石墨烯复合薄膜；

S5、切割成型：将所述(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸))/碳纳米管/还原氧化石墨烯复合薄膜按设定的图形结构进行切割，得到若干温度传感单元；

S6、组装柔性温度传感器阵列：将S5所述切割成型后的温度传感单元转移到涂有粘结层的所述柔性基底上，以固定间距排列；将导线按设定的路线形式黏附在柔性基底上并与所述热敏层通过银浆进行连接，形成多路复用线路；待所述银浆固化后，进行封装、干燥，得到所述柔性温度传感器阵列。

6.根据权利要求5所述的柔性温度传感器阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述碳纳米管与所述H₂SO₄/H₂O₂混合溶液的比例为(0.01-0.03)g：(10-30)mL，所述H₂SO₄/H₂O₂混合溶液为体积比为(4-5):1的100mL 2mol/L硫酸水溶液和30％过氧化氢水溶液的混合溶液。

7.根据权利要求5所述的柔性温度传感器阵列的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用质量分数为1.3wt％的(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸))水溶液，聚(3,4-乙烯二氧噻吩)与聚(苯乙烯磺酸)质量比为5:8。