[发明专利]精密图案化三维多孔石墨烯的制备及其精准转印方法和应用

权利要求书

1.一种精密图案化三维多孔石墨烯的制备及其精准转印方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在洁净玻璃板表面旋涂PDMS聚合物溶液并加热固化制得PDMS基底；

步骤S2：在步骤S1中得到的PDMS基底表面旋涂酚醛树脂聚合物溶液，室温干燥制得酚醛树脂薄膜；

步骤S3：利用激光诱导技术在步骤S2得到的酚醛树脂薄膜上制备图案化的激光诱导石墨烯，之后用无水乙醇冲洗去除多余的酚醛树脂；

步骤S4：在步骤S3得到的激光诱导石墨烯表面旋涂浇筑一层Ecoflex硅胶前体聚合物，真空除去Ecoflex硅胶前体聚合物中的气泡并加热固化形成Ecoflex薄膜，使激光诱导石墨烯的图案转移至Ecoflex薄膜上，揭起上层Ecoflex薄膜，即实现图案化激光诱导石墨烯的精准转印。

2.根据权利要求1所述的精密图案化三维多孔石墨烯的制备及其精准转印方法，其特征在于：所述步骤S1中，PDMS聚合物溶液主要由质量比为10:1的PDMS前体聚合物与固化剂混合得到；固化温度为75℃，固化时间为1.5h；旋涂转速为600r/min，旋涂时间为30s。

3.根据权利要求1所述的精密图案化三维多孔石墨烯的制备及其精准转印方法，其特征在于：所述步骤S2中，酚醛树脂聚合物溶液由酚醛树脂和无水氯化铁溶解在无水乙醇中制得，酚醛树脂与无水氯化铁浓度分别为0.6g/mL和4mg/mL；旋涂转速为800r/min，旋涂时间为30s。

4.根据权利要求1所述的精密图案化三维多孔石墨烯的制备及其精准转印方法，其特征在于：所述步骤S3中的激光诱导技术，激光诱导功率为3W，激光刻蚀速率为24cm/s。

5.根据权利要求1所述的精密图案化三维多孔石墨烯的制备及其精准转印方法，其特征在于：所述步骤S4中，Ecoflex硅胶前体聚合物的A组分与B组分的质量比为1：1；固化温度为40℃，固化时间1h。

6.一种精密图案化三维多孔石墨烯的应变传感应用，其特征在于：采用权利要求1～5任一所述的制备方法得到转印有图案化激光诱导石墨烯的Ecoflex薄膜，其中转印图案为电极；在电极图案的电极接线处连接导线，在图案表面旋涂覆盖Ecoflex硅胶前体聚合物，真空除去Ecoflex硅胶前体聚合物中的气泡并加热固化，得到三明治结构的石墨烯应变传感器。

7.根据权利要求6所述的一种精密图案化三维多孔石墨烯的应变传感应用，其特征在于：所述石墨烯应变传感器用于监测手腕脉搏跳动、关节运动和发音振动；

监测手腕脉搏跳动具体为：将石墨烯应变传感器粘贴在手腕脉搏跳动处，通过导线连接万用表，记录电阻变化，绘制电阻变化率随时间变化的曲线；

监测关节运动具体为：将石墨烯应变传感器粘贴在腕关节处，通过导线连接万用表，使手腕关节自由弯曲或伸直，记录手腕弯曲不同角度时的电阻变化，绘制电阻变化率随时间变化的曲线；

监测发音振动具体为：将石墨烯应变传感器粘贴在喉结振动处，通过导线连接万用表，记录人体发音时电阻变化，绘制电阻变化率随时间变化的曲线。