一种利用微结构设计与材料调控实现传感器的传感性能协同增强的方法及其产品和应用

    公开(公告)号:CN119150385A

    公开(公告)日:2024-12-17

    申请号:CN202411134530.5

    申请日:2024-08-19

    Inventor: 谢赛

    Abstract: 本发明提供一种利用微结构设计与材料调控实现传感器的传感性能协同增强的方法及其产品和应用。具体包括:S1以Ogden模型拟合离子凝胶的应力应变曲线,以类柱状微结构作为参数调整的种子模型,进行微结构的设计仿真,得到线性微结构阵列模型;S2将微结构模型导出,通过3D打印得到树脂模具,将离子液体前驱体倒入模具,固化后脱模,即得表面有序分布线性微结构的传感材料;S3将传感材料作为中间离子功能层,组装成离电型柔性压力传感器。本发明通过设计线性微结构以及调控离子凝胶功能材料的配比,结合3D打印技术和离子液体倒模技术,一体化制备具有复杂结构的功能材料,制备的传感器可实现0‑2MPa内线性度高于0.997的超灵敏、高线性以及宽量程的同时兼顾。

    一种通过原位光固化的一体化可拉伸离电传感阵列及其制备方法

    公开(公告)号:CN118424518A

    公开(公告)日:2024-08-02

    申请号:CN202410505402.0

    申请日:2024-04-25

    Inventor: 谢赛

    Abstract: 本发明提供一种通过原位光固化的一体化可拉伸离电传感阵列及其制备方法。具体包括将激光切割技术、丝网印刷技术以及化学界面修饰的方法进行优化设计,从而协同多重工艺实现了大面积可拉伸、无串扰的原位一体化传感阵列的制备。其中,采用激光切割技术定义电极形状,采用岛桥结构使得传感阵列具有一定的拉伸性。采用丝网印刷技术选择性的透过模板,将传感功能材料固定在传感单元位置原位固化而非一整片凝胶材料,从而通过传感功能材料隔离结构设计降低传感阵列的信号串扰。采用化学界面修饰解决了目前大多数传感阵列中多层材料叠加界面不稳定的问题,实现了传感器各界面稳定粘接,使器件完成真正的一体化,适用于高摩擦等极端的条件。

    聚离子弹性体及其制备方法与应用

    公开(公告)号:CN115785445B

    公开(公告)日:2024-05-10

    申请号:CN202211412739.4

    申请日:2022-11-11

    Inventor: 郭传飞 陈兴幸

    Abstract: 本申请提供了聚离子弹性体及其制备方法与应用,聚离子弹性体的化学结构如下:#imgabs0#其中,x取值为1或2;y取值为1或2;z与h的比值为a:(5‑a),0<a<5;M为离子液体的结构骨架。本申请提供的聚离子弹性体以聚醚作为主链,主链还包括离子液体结构骨架,由于醚键的内旋转位垒低于碳碳单键,因此以聚醚作为主链的聚合物网络在室温下具有优异的柔顺性,同时聚醚分子链段极性较聚烯烃高,易与离子液体结构骨架中的阳离子形成离子‑偶极作用,有助于形成均一的离子导电网络;与现有技术相比,本申请的聚离子弹性体以聚醚作为主链,具有优异的弹性性能,在长期的应变循环下,迟滞稳定、不存在明显的应力软化现象。

    兼具疏水性与高回弹性的离子凝胶及其制备方法及应用

    公开(公告)号:CN116284782B

    公开(公告)日:2025-03-25

    申请号:CN202310268595.8

    申请日:2023-03-15

    Abstract: 本发明公开了兼具疏水性与高回弹性的离子凝胶,包括聚硫醚交联网络聚合物和疏水的离子液体;聚硫醚交联网络聚合物包括碳醚键、硫醚键和疏水的烷基链段,离子凝胶包括摩尔份数为5份的二乙烯基醚、摩尔份数为3.5~4.5份的二元硫醇、摩尔份数为0.33~1.0份的多元硫醇、摩尔份数为0.1~5份的离子液体与摩尔份数为0.05~0.2份的光引发剂混合,经紫外光光照聚合1~10min聚合反应而得。本发明解决了线性聚合物缺乏空间三维结构,在形变恢复过程中聚合物链链间相互作用较弱,恢复形变存在大的迟滞,该类离子凝胶存在回弹性差的问题,同时还解决了现有的离子液体与聚合物骨架的相容性差的技术问题。

    离子凝胶及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN115895260B

    公开(公告)日:2024-07-26

    申请号:CN202211413709.5

    申请日:2022-11-11

    Inventor: 郭传飞 陈兴幸

    Abstract: 本申请实施例提供一种离子凝胶及其制备方法和应用。本申请实施例的离子凝胶包括聚硫醚基质和分散于聚硫醚基质的离子液体,其中,聚硫醚基质的分子链包括碳醚键和硫醚键。碳醚键和硫醚键的内旋转位垒低,聚硫醚基质的分子链具有良好的柔顺性,分子链中的氧原子和硫原子与离子液体间的离子‑偶极作用,使得聚硫醚基质与离子液体的高度兼容,离子凝胶结构稳定,离子液体不易泄露。同时离子液体作为分离链间的润滑剂,降低了离子凝胶在交变应力下的迟滞与应力软化现象,使得离子凝胶具有高回弹和耐疲劳的特性,在受到应力后形变可快速恢复。

    一种对湿度不敏感的离电型柔性压力传感器及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN118376338A

    公开(公告)日:2024-07-23

    申请号:CN202410371888.3

    申请日:2024-03-29

    Abstract: 本发明提供一种对湿度不敏感的离电型柔性压力传感器及其制备方法和应用。对湿度不敏感的离电型柔性压力传感器包括离子凝胶层、电极层和封装层;其中,离子凝胶层是通过强极性的亲水单体丙烯腈和疏水单体丙烯酸乙酯共聚,得到疏水性的聚丙烯腈和聚丙稀酸乙酯的共聚物,产生湿度不敏感性能;再利用聚丙烯酸乙酯和聚丙烯腈在特定离子液体中的溶解度差异构建相分离,从而得到兼顾机械性能和湿度不敏感的传感功能材料。以本发明方案提供的离子凝胶层制备得到的离电型柔性压力传感器,在保证优异传感性能的同时,还能在变化的外界环境下进行长期稳定的信号监测,极大程度上推动了离电皮肤的发展,使离电型压力传感器在极端条件下的长期应用成为可能。

    一种通过体电容策略实现高灵敏、低漂移的离电式压力传感器及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN119331223A

    公开(公告)日:2025-01-21

    申请号:CN202411483765.5

    申请日:2024-10-23

    Abstract: 本发明提供一种通过体电容策略实现高灵敏、低漂移的离电式压力传感器及其制备方法和应用。首先,本发明提供了基于环氧基团的离电复合材料的制备方法,具体是将材料A、材料B和材料C在溶剂中分散均匀;挥发溶剂后固化即得;其中,材料A为具有环氧基团的离子液体,包括环氧基离子液体1和/或环氧基离子液体2;材料B包括有机多胺化合物或聚醚胺;材料C为导电填料,进一步的,将制备得到的离电复合材料作为传感器材料层从而得到能同时兼顾高灵敏、低漂移的离电式压力传感器。本发明解决了目前离电式压力传感器高灵敏和低漂移之间存在的矛盾,所得高灵敏、低漂移的离电式压力传感器在人机交互、可穿戴医疗设备等技术领域具有广阔的应用前景。

    聚硫醚弹性体及其制备方法

    公开(公告)号:CN115678011B

    公开(公告)日:2024-09-10

    申请号:CN202211411446.4

    申请日:2022-11-11

    Inventor: 郭传飞 陈兴幸

    Abstract: 本申请属于材料技术领域,尤其涉及一种聚硫醚弹性体及其制备方法。聚硫醚弹性体的制备方法包括步骤:将5摩尔份数的二乙烯基醚、3.5~4.8摩尔份数的二元硫醇、0.13~1.0摩尔份数的多元硫醇与增强增韧剂、助剂与光引发剂混合后进行聚合反应,得到聚硫醚弹性体;增强增韧剂为单体总量的0~10wt%;助剂为单体总量的0~0.1wt%;光引发剂为单体总量的0.01~0.6wt%。原料来源广泛,不需金属催化剂,成本低。制备的聚硫醚弹性体在室温下具有非常好柔顺性,优异力学回弹性、稳定的循环拉伸迟滞性和循环压缩迟滞性,同时透明度灵活可调,与大多数极性的基底粘附性好,可应用于柔性电子皮肤、微流控、医疗器械等领域。

    一种聚离子弹性体及其制备方法和聚离子弹性体基超高灵敏离-电型柔性温度传感器及其应用

    公开(公告)号:CN118546312A

    公开(公告)日:2024-08-27

    申请号:CN202410734790.X

    申请日:2024-06-07

    Abstract: 本发明提供一种聚离子弹性体及其制备方法和聚离子弹性体基超高灵敏离‑电型柔性温度传感器及其应用。具体包括:将1‑烯丙基‑3‑乙烯基咪唑溴盐和双三氟甲基磺酰亚胺锂分别溶于去离子水中,得到A液和B液,混合A液和B液,静置,去除上清液,收集油相干燥,得到聚离子液体;将其与双马来酰亚胺基乙烷、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和光引发剂混合后,即得聚离子液体预固化液。将预固化液直接固化即得聚离子弹性体。将预固化液旋涂于叉指电极表面再固化,即得超灵敏温度传感器。以此传感器集成到口罩的呼吸阀中,通过监测人体呼出气体产生的热量,即可实现对人体呼吸进行监测。在智慧医疗、人机交互、尖端制造、非接触式传感领域具有广阔的应用前景。

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