[发明专利]仿神经元复合导电水凝胶及多功能柔性传感器

权利要求书

1.仿神经元复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)、将炭黑制备成改性炭黑；

2)、配制由改性炭黑、一维导电材料和去离子水组成的改性炭黑/一维导电材料的分散液；

所述一维导电材料：炭黑＝1:0.25～4的质量比；

所述改性炭黑/一维导电材料的分散液中，改性炭黑与一维导电材料的质量浓度之和为0.18～0.19g/21～23mL；

3)、水凝胶仿神经元复合导电水凝胶的制备原料由以下成分组成：改性炭黑/一维导电材料的分散液、聚乙烯醇、邻苯二酚类化合物、丙烯酰胺、引发剂、交联剂、催化剂；

聚乙烯醇占制备原料总重的17～18wt％；

邻苯二酚类化合物占制备原料总重的0.1wt％～1wt％；

丙烯酰胺占制备原料总量的6wt％～7wt％；

催化剂在制备原料中的质量浓度为0.5～2‰；

引发剂：丙烯酰胺＝0.1wt％～1wt％；

交联剂：丙烯酰胺＝0.01wt％～0.1wt％；

余量为改性炭黑/一维导电材料的分散液；

4)、将聚乙烯醇加入至改性炭黑/一维导电材料的分散液中，升温至90～100℃反应1.5～2.5h；

然后加入邻苯二酚类化合物，于90～100℃反应0.8～1.2h；

再加入丙烯酰胺、引发剂、交联剂和催化剂，于50～60℃进行反应2.5～3.5h，得到仿神经元复合导电水凝胶。

2.根据权利要求1所述的仿神经元复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于所述步骤2)中：

所述一维导电材料为银纳米线、碳纳米管、铜纳米线、金纳米线；

(银纳米线+炭黑)：(聚乙烯醇+邻苯二酚化合物+丙烯酰胺)＝2.5～2.6wt％。

3.根据权利要求2所述的仿神经元复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于：

邻苯二酚化合物为邻苯二酚、单宁酸、多巴胺或碱木质素。

4.根据权利要求3所述的仿神经元复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于：

所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或偶氮二异丁腈；

所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺、二苯基甲烷二异氰酸酯、酰氯或乙二醛；

所述催化剂为四甲基乙二胺、三亚乙基二胺或N,N-二甲基环己胺。

5.根据权利要求1～4任一所述的仿神经元复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤1)的改性炭黑制备方法为依次进行以下步骤：

①、将炭黑和氢氧化钠加入至水中，搅拌至炭黑分散均匀且氢氧化钠完全溶解，冷却至室温，得分散有炭黑的氢氧化钠溶液；所述分散有炭黑的氢氧化钠溶液中，炭黑的浓度为5g/L～20g/L(优选为10g/L)，氢氧化钠的浓度为400g/L；

②、将1.5±0.2mL双氧水滴加到步骤①所得的分散有炭黑的氢氧化钠溶液50mL中，室温反应12～20h；

③、将步骤②所得的反应液离心，去离子水洗至中性，干燥，得改性炭黑。

6.根据权利要求5所述的仿神经元复合导电水凝胶的制备方法，其特征在于：所述步骤③中：去离子水洗次数为5次，干燥温度为80℃，干燥时间为24h。

7.仿神经元复合导电水凝胶柔性传感器，其特征在于：利用如权利要求1～6任一方法制备而得的仿神经元复合导电水凝胶；

在仿神经元复合导电水凝胶表面设置铜箔金属电极，并引出导线，再采用绝缘柔性封装材料封装成三明治结构，得到仿神经元复合导电水凝胶柔性传感器。

8.根据权利要求7所述的仿神经元复合导电水凝胶柔性传感器，其特征在于：仿神经元复合导电水凝胶的厚度为(0.65±0.05)mm。