[發(fā)明專利]基于MXene/rGO復(fù)合三維結(jié)構(gòu)的高靈敏傳感器有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810143600.1 | 申請(qǐng)日： | 2018-02-12 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN108489644B | 公開(kāi)（公告）日： | 2020-01-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 高義華;馬亞楠;劉逆霜 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 華中科技大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01L1/18 | 分類號(hào)： | G01L1/18;B82Y30/00;C01B32/182 |
| 代理公司： | 42201 華中科技大學(xué)專利中心 | 代理人： | 許恒恒;李智 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國(guó)省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 復(fù)合三維結(jié)構(gòu) 傳感 還原氧化石墨烯 高靈敏傳感器 活性部件 納米片 傳感器 壓阻式壓力傳感器 復(fù)合氣凝膠 壓阻傳感器 氧化石墨烯 復(fù)合材料 膠體溶液 三維結(jié)構(gòu) 靈敏性 引入 改進(jìn) | ||
1.一種基于MXene/rGO復(fù)合三維結(jié)構(gòu)的高靈敏傳感器，其特征在于，該傳感器的傳感活性部件包括MXene/rGO復(fù)合三維結(jié)構(gòu)；該MXene/rGO復(fù)合三維結(jié)構(gòu)中，MXene分散在還原氧化石墨烯rGO中；所述傳感活性部件對(duì)應(yīng)的電阻值能夠在傳感器所處的壓力條件發(fā)生變化時(shí)產(chǎn)生變化；在外力的作用下，所述MXene/rGO復(fù)合三維結(jié)構(gòu)的孔徑、孔與孔距離均會(huì)發(fā)生改變。
2.如權(quán)利要求1所述基于MXene/rGO復(fù)合三維結(jié)構(gòu)的高靈敏傳感器，其特征在于，所述MXene/rGO復(fù)合三維結(jié)構(gòu)為MXene/rGO復(fù)合氣凝膠；具體是通過(guò)向氧化石墨烯（GO）納米片膠體溶液中加入MXene溶液，混合均勻后，再將該混合溶液進(jìn)行真空凍干和退火處理制備得到的。
3. 如權(quán)利要求2所述基于MXene/rGO復(fù)合三維結(jié)構(gòu)的高靈敏傳感器，其特征在于，所述MXene溶液中的分散質(zhì)MXene，是通過(guò)鹽酸和氟化鋰選擇性刻蝕前驅(qū)體MAX相來(lái)獲得的；所述前驅(qū)體MAX相中，M為過(guò)渡族金屬，A主要為Ⅲ族元素或Ⅳ族元素，X為C元素或N元素；所述分散質(zhì)MXene為Ti3C2片層，其尺寸為500-800 nm。
4. 如權(quán)利要求2所述基于MXene/rGO復(fù)合三維結(jié)構(gòu)的高靈敏傳感器，其特征在于，所述氧化石墨烯（GO）納米片是采用Hummer方法制備得到的，該氧化石墨烯納米片的尺寸為1-5μm。
5.如權(quán)利要求1所述基于MXene/rGO復(fù)合三維結(jié)構(gòu)的高靈敏傳感器，其特征在于，所述基于MXene/rGO復(fù)合三維結(jié)構(gòu)的高靈敏傳感器為柔性傳感器，還包括柔性聚酰亞胺叉指電極；該柔性傳感器是采用如下步驟制備得到的：將噴墨打印好的電極磁控濺射上導(dǎo)電金屬，然后超聲清洗去除掉因墨水存在與基底接觸不良的金屬，形成柔性叉指電極，接著，將MXene/rGO復(fù)合氣凝膠固定在該叉指電極上，最后用聚乙烯膜封裝固定，并銅絲引電極，從而得到柔性傳感器。
6.一種MXene/rGO復(fù)合三維材料，其特征在于，該MXene/rGO復(fù)合三維材料是由MXene分散在還原氧化石墨烯rGO中得到的，具體是向氧化石墨烯（GO）納米片膠體溶液中加入經(jīng)超聲剝離處理得到的MXene納米片膠體溶液，混合均勻后再進(jìn)行真空凍干和退火處理制備得到的；在外力的作用下，該MXene/rGO復(fù)合三維材料的孔徑、孔與孔距離均能夠發(fā)生改變。
7.如權(quán)利要求6所述MXene/rGO復(fù)合三維材料，其特征在于，所述MXene/rGO復(fù)合三維材料中，所述MXene與所述還原氧化石墨烯rGO兩者的質(zhì)量之比為20:1-5:1。
8. 如權(quán)利要求6所述MXene/rGO復(fù)合三維材料的制備方法，其特征在于，所述真空凍干的處理溫度為 （-70）～（-20）°C，所述退火處理的處理溫度為100～450 °C。
9.如權(quán)利要求6或7所述MXene/rGO復(fù)合三維材料在制備傳感器中的應(yīng)用；所述傳感器為壓阻式壓力傳感器。
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G01L 測(cè)量力、應(yīng)力、轉(zhuǎn)矩、功、機(jī)械功率、機(jī)械效率或流體壓力
G01L1-00 力或應(yīng)力的一般計(jì)量
G01L1-02 .利用液壓或氣動(dòng)裝置
G01L1-04 .通過(guò)測(cè)量量規(guī)的彈性變形，例如，彈簧的變形
G01L1-06 .通過(guò)測(cè)量量規(guī)的永久變形，例如，測(cè)量被壓縮物體的永久變形
G01L1-08 .利用力的平衡
G01L1-10 .通過(guò)測(cè)量受應(yīng)力的振動(dòng)元件的頻率變化，例如，受應(yīng)力的帶的
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