[发明专利]一种适用于潮湿环境传感的智能材料的制备方法

摘要

本发明一种基于可控不对称溶胀体系的适用于潮湿传感的智能材料的制备方法从自然界中含羞草的应激反应中获得灵感，对其独特的生物感震定向形变行为进行仿生设计，在亲水纸片中引入单面疏水性，制备出上下表面具有不对称溶胀性质的Janus纸片。该纸片在潮湿环境中以曲率形式表现出稳定的形变特性。另外通过在纸片中引入多壁碳纳米管(MWCNTs)作为导电填料，使得材料在形变时电阻率相应变化，从而有效地将形变信号转化为电信号，实现对潮湿信号的检测传感。该纸片传感器同时适用于动态的潮湿气流和静态的潮湿气氛，前者可用信号的变化速率标定潮湿气流流量，后者可用信号的变化量标定环境湿度。

主权项

1.一种基于可控不对称溶胀体系的适用于潮湿传感的智能材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：A.实验装置设计：凌空固定带有方形镂空的金属支架，在镂空处固定住定性滤纸，在其下方固定电吹风，电吹风与水平面成一定夹角，出风口平面与纸片平面平行且有一定距离，保证热风方向垂直作用于纸片；B.材料制备：将一定量聚偏二氟乙烯(PVDF)溶于一定量N‑甲基吡咯烷酮(NMP)，再添加一定量多壁碳纳米管(MWCNTs)配制成前驱溶液；保持电吹风工作，吸管吸取上述前驱溶液滴涂在纸片上表面，使其自然流平，均匀覆盖在纸片上表面；持续热风处理，待纸片完全干燥后，取下保存待用；C.潮湿气流环境：将所制备的材料竖直固定于加湿器出风口正上方，对纸片进行喷雾处理，加湿器水汽流量可调，在不同水汽流量下记录并分析材料的形变过程；D.潮湿气氛环境：将所制备的材料竖直固定于恒温恒湿箱中，在不同的环境相对湿度下记录并分析材料的形变过程。