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专利号: 2021113586961
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

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。