一种基于MXene/CNTs/SEBS双敏感层柔性应变传感器的制备方法

本发明属于柔性传感器领域，具体涉及一种基于mxene/cnts/sebs双敏感层柔性应变传感器制备方法。

背景技术：

1、传感器是按照一定规律将所接受的信号转换为电信号或者其他形式的输出的检测装置。柔性传感器是将采用柔性材料支撑的传感器，具有良好的柔韧性，甚至可自由弯曲甚至折叠，能够根据测量条件的要求任意布置。该特征使其在医疗电子、环境监测和可穿戴领域有着较大的应用。

2、随着柔性电子器件的高速发展，人们对可穿戴柔性传感器的性能需求越来越高，在具有稳定传感性能的同时，还需要具有宽应变范围、循环稳定性及生物相容性等。目前基于单一纳米材料的柔性传感器，其高灵敏度与宽应变范围往往难以兼顾，研究人员通常从敏感材料及柔性基底两个方面入手来改善上述问题，以此提高柔性传感器的综合性能。三嵌段共聚物聚(苯乙烯-乙烯-丁烯苯乙烯)(sebs)具有超高的拉伸性和生物相容性，以此作为弹性基底有助于提高传感器的应变范围。低维纳米材料(如碳纳米管、氧化石墨烯等)具有高的比表面积、高强度及优良的导电性，是柔性应变传感器常用的敏感单元材料。mxene作为一种新兴的过渡族金属碳氮化物，具有类似于氧化石墨烯的片层结构，且由于其表面活性高，易于进行表面处理，可进行表面改性。基于上述背景，将mxene作为第二相导电填料构成复合敏感材料，并结合cnts/sebs导电浆料的性能优势，制备新型双层柔性应变传感器对提升柔性传感器的性能具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于mxene/cnts/sebs双敏感层柔性应变传感器的制备方法，该制备方法实用简单，可得到双敏感层结构的mxene/cnts/sebs柔性应变传感器。

2、本发明的技术方案如下：

3、双敏感层结构的mxene/cnts/sebs柔性应变传感器的制备方法，有如下步骤：

4、1)将mxene分散在去离子水中，超声处理待其分散均匀后，放置60×60×

5、2mm的模具中，在通风橱中静置8～12h，得到mxene导电膜

6、2)将cnts加入环戊基甲醚(cpme)中，超声处理后，得到cnts分散液；

7、3)将sebs粉末加入步骤2)的cnts分散液中，磁力搅拌至完全溶解，得到混合均匀的cnts/sebs/cpme溶液；

8、4)将步骤3)中的cnts/sebs/cpme溶液倒入步骤1)制备的mxene导电膜模具，放置通风橱静置8～24h，待溶剂蒸发完全后即得到

9、mxene/cnts/sebs双敏感层柔性应变传感器。

10、作为优选，步骤1)中每mg mxene使用0.4ml去离子水，所述的超声处理为10～45min；

11、作为优选，步骤2)中超声处理20～45min，cnts质量分数为0.1～1.5％；

12、作为优选，步骤3)中所述sebs质量分数5～15％。

13、有益效果

14、本发明制备的mxene/cnts/sebs双敏感层柔性应变传感器具有优良的力学性能和传感性能。在0～200％应变条件下，传感器表现出优异的拉伸性能。在0-10％小应变范围内传感器灵敏度高达566.24；在10～35％应变区间内灵敏度高达到147.61；在35-80％的应变区间内，灵敏度为37.02；且传感器既可在10～50mm/min的不同应变速度区间内稳定工作，也可以在0～80％的大应变区间内稳定工作。在经过3000s的1500个循环后，传感器仍然可以稳定工作，证明其有长时间的稳定工作能力。

技术特征：

1.一种基于mxene/cnts/sebs双敏感层柔性应变传感器的制备方法，有以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于mxene/cnts/sebs双敏感层柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤1)中，每mg mxene使用0.4ml去离子水，所述的超声处理为10～45min。

3.根据权利要求1所述的一种基于mxene/cnts/sebs双敏感层柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤2)中，超声处理20～45min，cnts质量分数为0.1～1.5％。

4.根据权利要求1所述的一种基于mxene/cnts/sebs双敏感层柔性应变传感器的制备方法，其特征在于，步骤3)中，sebs质量分数5～15％。

技术总结
本发明的一种基于MXene/CNTs/SEBS双敏感层柔性应变传感器的制备方法属于柔性传感器领域。将碳纳米管(CNTs)掺入三嵌段共聚物聚(苯乙烯‑乙烯‑丁烯苯乙烯)(SEBS)中制得CNTs/SEBS膜，在其表面浸涂MXene作为第二敏感层，得到具有双敏感层结构的柔性应变传感器，所制备的应变传感器具有灵敏度高、线性度高、稳定性好等优点。

技术研发人员：宋颖,杨婷婷,吉梦楠,张晓波,姚宇博,马翊珈,郝猛,蒋东霖
受保护的技术使用者：长春工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15