CN104963089A

CN104963089A - 一种柔软透气的电极薄膜材料、触觉传感器及其制备方法

Info

Publication number: CN104963089A
Application number: CN201510306997.8A
Authority: CN
Inventors: 徐春叶; 李保章; 郑建明
Original assignee: University of Science and Technology of China USTC
Current assignee: University of Science and Technology of China USTC
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2035-06-04
Also published as: CN104963089B

Abstract

本发明提供了一种柔性且透气性和导电性优良的薄膜电极材料、一种柔软透气的触觉传感器以及它们的制作方法。更具体地，所述薄膜电极材料是由静电纺丝技术形成的高分子纳米纤维与石墨烯的复合膜，所述触觉传感器是利用静电纺丝技术形成的由以下三层薄膜构成的复合膜结构：作为第一层薄膜的高分子纳米纤维与石墨烯的复合膜；作为第二层薄膜的高分子纳米纤维膜；和作为第三层薄膜的高分子纳米纤维与石墨烯的复合膜。本发明的触觉传感器制备方法简单且性能稳定，适用于人体相关的医疗检测和生物探测；同时本发明的制备方法可大规模生产，有利于商业化应用。

Description

一种柔软透气的电极薄膜材料、触觉传感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种新型柔软透气的电极薄膜材料、触觉传感器及其制备方法。

背景技术

传感器是一种能够感受被测量的信息并按照一定规律将该信息转化为所需形式输出信号(电学信号)的器件或装置。传感器将被测信息转化为电学信号输出从而实现信息的感知、传输及处理，是实现信息自动检测和自动控制的基本要素。其中，触觉传感器是最为常见的一种，用于检测压力、变形和振动等机械运动。现有的触觉传感器主要有两种：(1)基于压电陶瓷材料等无机材料制备的传感器，基于这类材料的器件笨重，质地坚硬，不适应于医疗、服饰及人体健康监测方面的应用。(2)基于传统工艺制备的压电高分子材料塑型膜，这类材料的器件改善了无机压电材料的缺陷，具有一定的柔性并减轻了其的重量，但其不具有透气性，且制备工艺复杂，需要外加强电场极化。另外在外力下易产生形变而损坏，因此也难适用于医疗、服饰及人体健康监测方面的应用。

发明内容

为此，在一方面，本发明提供了一种柔软透气的薄膜电极材料，所述薄膜电极材料由高分子纳米纤维和石墨烯组成，其是在通过静电电纺技术电纺0.06-0.15g/mL的高分子聚合物电纺溶液和1-10mg/mL的氧化石墨烯电纺溶液形成高分子纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜之后，将所述复合膜中的氧化石墨烯还原为石墨烯。

在一个优选实施方案中，所述高分子聚合物是偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、二氟乙烯和六氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚乳酸或其混合物。

在另一方面，本发明提供一种柔软透气的触觉传感器，所述触觉传感器具有由以下三层薄膜构成的复合膜结构：

通过静电电纺技术电纺0.06-0.15g/mL的高分子聚合物电纺溶液和1-10mg/mL的氧化石墨烯电纺溶液形成的高分子纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜作为第一层薄膜；

通过静电电纺技术在所述第一层薄膜上电纺所述0.06-0.15g/mL的高分子聚合物电纺溶液形成的高分子纳米纤维膜作为第二层薄膜；和

通过静电电纺技术在所述第二层薄膜上电纺所述0.06-0.15g/mL的高分子聚合物电纺溶液和所述1-10mg/mL的氧化石墨烯电纺溶液形成的高分子纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜作为第三层薄膜，

其中，将所述第一层薄膜和所述第三层薄膜中的氧化石墨烯还原为石墨烯。

在一个优选实施方案中，所述高分子聚合物是偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、二氟乙烯和六氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚酰胺或其混合物。

在另一方面，本发明提供一种用于制备上述薄膜电极材料的方法，包括：

(1)配制电纺溶液

通过将高分子聚合物的粉末溶解在有机溶剂中而配制所述0.06-0.15g/mL的高分子聚合物电纺溶液，并且通过将氧化石墨烯溶解在水中而配制所述1-10mg/mL的氧化石墨烯电纺溶液；

(2)电纺成膜

利用多喷头的静电纺丝设备，将步骤(1)配制的所述高分子聚合物电纺溶液和所述氧化石墨烯电纺溶液通过不同喷头同时电喷射到同一个接收板上，以形成高分子纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜；

(3)还原烘干

将步骤(2)中获得的所述复合膜浸泡在含有还原剂的水溶液中以将其中的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出并烘干，而得到所述薄膜电极材料。

在另一方面，本发明提供一种用于制备上述触觉传感器的方法，所述方法包括：

(1)配制电纺溶液

(2)电纺成膜

利用多喷头的静电纺丝设备，将步骤(1)配制的所述高分子聚合物电纺溶液和所述氧化石墨烯电纺溶液通过不同喷头同时电喷射到同一个接收板上，以形成作为第一层薄膜的高分子纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜；接着在所述第一层薄膜上单独电喷射所述高分子聚合物电纺溶液，以形成作为第二层薄膜的高分子纳米纤维膜；然后在所述第二层薄膜上通过不同喷头同时电喷射所述高分子聚合物电纺溶液和所述氧化石墨烯电纺溶液，以形成作为第三层薄膜的高分子纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜，由此形成三层复合薄膜结构；

(3)还原烘干

将步骤(2)中获得的所述三层复合薄膜结构浸泡在含有还原剂的水溶液中以将其中的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出并烘干，而得到所述触觉传感器。

在一个优选实施方案中，所述还原剂是碘化氢、肼或硼氢化钠，并且步骤(1)中配制的所述氧化石墨烯电纺溶液的浓度为3～8mg/mL。

在一个优选实施方案中，用于形成所述第二层薄膜的高分子聚合物为聚偏氟乙烯、偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、二氟乙烯和六氟乙烯共聚物或聚酰胺。

在一个优选实施方案中，步骤(3)中的烘干是在25-50℃下真空干燥2-15h。

在一个优选实施方案中，步骤(3)中的还原是将所述薄膜材料在80-120℃在碘化氢水溶液中浸泡5-20h。

本发明获得了柔软透气的薄膜电极材料和柔软透气的具有优良触觉敏感性能的触觉传感器。本发明的触觉传感器制备方法简单且性能稳定，适用于人体相关的医疗检测和生物探测。同时本发明的制备方法可大规模生产，有利于商业化应用。

附图说明

图1为根据本发明实施例使用的多喷头静电纺丝技术的操作示意图。

图2为根据本发明一个实施例制备的触觉传感器的示意图。

图3为根据本发明一个实施例制备的触觉传感器的截面的扫描电镜图。

图4为根据本发明一个实施例制备的触觉传感器在卷曲和弯折的图片。

图5为测试根据本发明一个实施例制备的触觉传感器的灵敏度的设备系统示意图。

图6为根据本发明一个实施例制备的触觉传感器在施加外力时的响应信号图示。

图7为根据本发明一个实施例制备的触觉传感器对施加外力的敏感性能的图示。

具体实施方式

本发明旨在采用新方法制备新型柔软透气的薄膜电极材料和触觉传感器。这种制备薄膜电极材料和柔软透气触觉传感器方法，制备得到一种柔软、透气且导电性能良好的薄膜电极材料和触觉传感器，并由此改善了触觉传感器的柔性透气性和力学性能，兼顾了器件灵敏度，而且解决了传统触觉传感器硬度大、弹性小和佩戴不舒适等缺陷。这种新型柔软触觉传感器适合于医疗和服饰等对器件灵敏度、柔软性、透气性和佩戴舒适性有较高要求的领域。

本发明提供了一种由高分子纳米纤维和还原氧化石墨烯复合而成的新型柔软透气薄膜电极材料，所述薄膜电极材料是经由电纺制备的。具体地，本发明的薄膜电极材料由高分子纳米纤维和石墨烯组成，其是在通过静电电纺技术电纺0.06-0.15g/mL的高分子聚合物电纺溶液和1-10mg/mL的氧化石墨烯电纺溶液形成高分子纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜之后，将所述复合膜中的氧化石墨烯还原为石墨烯。

本发明提供了一种制备新型柔软透气触觉传感器，它是由连续电纺的方法制备的，具有质轻、柔软、透气和较高灵敏度的特点，适用于人体相关的医疗检测和生物探测。具体地，本发明的柔软透气的触觉传感器由以下三层薄膜构成的复合膜结构：通过静电电纺技术电纺0.06-0.15g/mL的高分子聚合物电纺溶液和1-10mg/mL的氧化石墨烯电纺溶液形成的高分子纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜作为第一层薄膜；通过静电电纺技术在所述第一层薄膜上电纺所述0.06-0.15g/mL的高分子聚合物电纺溶液形成的高分子纳米纤维膜作为第二层薄膜；和通过静电电纺技术在所述第二层薄膜上电纺所述0.06-0.15g/mL的高分子聚合物电纺溶液和所述1-10mg/mL的氧化石墨烯电纺溶液形成的高分子纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜作为第三层薄膜，其中，将所述第一层薄膜和所述第三层薄膜中的氧化石墨烯还原为石墨烯。

而且，本发明提供了一种用于制备上述薄膜电极材料的方法，包括：

(1)配制电纺溶液

(2)电纺成膜

利用多喷头的静电纺丝设备，将步骤(1)配制的所述高分子聚合物电纺溶液和所述氧化石墨烯电纺溶液通过不同喷头同时电喷射到同一个接收板上，以形成高分子纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜。

(3)还原烘干

而且，本发明提供了一种用于制备上述触觉传感器的方法，所述方法包括：

(1)配制电纺溶液

(2)电纺成膜

(3)还原烘干

在本发明中，使用的高分子聚合物优选是偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、二氟乙烯和六氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚乳酸或其混合物。尤其是用于形成所述触觉传感器的第二层薄膜，高分子聚合物更优选地是具有压电性质的偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、二氟乙烯和六氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯或聚酰胺等。

在本发明中，对于用于溶解高分子聚合物的有机溶剂没有特别限制。只要能够溶解本发明中使用的高分子聚合物而形成所需浓度的电纺溶液即可。优选地，所述有机溶剂是二甲基甲酰胺、丙酮、丁酮、甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃、二氧六环或其混合物。

在本发明的方法中，使用的还原剂优选是碘化氢、肼或硼氢化钠。更优选地，步骤(1)中配制的氧化石墨烯电纺溶液的浓度优选为3～8mg/mL。更优选地，步骤(3)中的烘干是在25-50℃下真空干燥2-15h。更优选地，步骤(3)中的还原是将所述薄膜材料在80-120℃在碘化氢水溶液中浸泡5-20h。

在一个优选的具体实施方案中，以聚偏氟乙烯作为高分子聚合物的一个具体实例，通过电纺技术制备本发明的柔软透气触觉传感器的方法包括以下步骤：

1)配制电纺溶液：

将0.8-1.5g聚偏氟乙烯置入约10ml的混合溶剂(例如N，N-二甲基甲酰胺和丙酮质量比为2∶3)中，在25-60℃溶解2-6h，获得澄清透明的粘性溶液，即聚偏氟乙烯电纺溶液。

将0.05-0.5g氧化石墨烯溶解在约50ml去离子水中，超声处理1-3h，获得1-10mg/mL均匀的棕色氧化石墨烯溶液，即氧化石墨烯电纺溶液。

2)电纺成膜(利用多喷头体系的静电纺丝设备，制备多层结构的薄膜)：

首先同时将以上制得的聚偏氟乙烯电纺溶液和氧化石墨烯电纺溶液喷射到同一个接收板上，在该接收板上收集到由聚偏氟乙烯纳米纤维与氧化石墨烯形成的复合膜，约0.5-3h(例如2.5h)后获得第一层薄膜(即得到前述的薄膜电极材料前体)；

然后，停止电喷射氧化石墨烯电纺溶液，继续在该第一层薄膜上电喷射聚偏氟乙烯电纺溶液，约0.5-5h(例如4h)后获得第二层薄膜；

最后在该第二层薄膜上，再同时电喷射聚偏氟乙烯电纺溶液和氧化石墨烯电纺溶液，约0.5-3h(例如2.5h)后获得第三层薄膜，从而获得具有三层结构的复合薄膜材料。

3)还原烘干：

将步骤2)中获得的复合薄膜材料浸泡在碘化氢的水溶液中，在约80-120℃(例如110℃)下处理约5-20h(例如12h)，以将氧化石墨烯还原为石墨烯；

然后取出洗涤烘干，例如在25-50℃下真空干燥2-15h(例如6-12h)，从而获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器。

任选地，上述形成的薄膜电极材料前体经过上述还原烘干，即可得到本发明的薄膜电极材料。

任选地，在电纺成膜后也可先进行烘干操作，然后进行还原，最后再进行烘干。

本发明的有益效果包括但不限于以下：

1.本发明提供了一种兼具良好的导电性能、优异的柔性和透气性的薄膜材料，在电路中可以作为电子和空穴迁移的载体，用于电能传输和电路导通。基于这种特点，该电极材料可用于人体相关的电子器件和医疗设备，并赋予它们良好的柔软性和透气性，改善其佩戴的舒适性。

2.本发明提供的薄膜电极材料具有良好的导电性能(电导率2-10S/cm)，且透气性能和柔软性能优异，因此应用于人体服饰和健康监测领域的触觉传感器中具有很明显优势。

3.本发明提供的柔软透气触觉传感器具有与基于传统PVDF塑性膜触觉传感器相当的灵敏度，达到37pC/N(如参见图7)，而且具有良好的柔性和透气性能。因此在医疗、服饰及人体健康监测等领域有着很大的优势。

4.本发明提供了通过电纺制备新型柔软透气触觉传感器的新方法，与传统的制作工艺相比，工序减少，操作简单，适合大规模生产制备。

5.本发明一方面将高分子材料的纳米特性和压电性能有机结合，通过本发明方法制成的纳米纤维薄膜不仅具有良好的压电性能，还具备质轻柔软、透气性良好的特点，克服了压电陶瓷材料和压电塑性高分子膜存在的硬度高、透气性差等缺点。另一方面，基于制备的柔软透气薄膜电极材料，本发明提供了新型柔软透气触觉传感器，其具有良好的轻质、柔软、透气和生物相容性能。该新型柔软透气触觉传感器能够满足医疗、服饰及人体健康监测等对柔性和透气性具有较高要求的领域。

实施例

以下通过实施例进一步详细说明本发明。

本发明中使用的高分子材料如聚偏氟乙烯(PVDF)、偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物(P(VDF-TrFE))、二氟乙烯和六氟乙烯共聚物和聚酰胺(PA)等是由Sigma Aldrich公司提供，氧化石墨烯由中科碳美有限公司提供，所使用的无机化合物如氢碘酸以及有机溶剂等是由国药集团化学试剂有限公司提供。所使用的测试仪器四探针测电阻系统购置于四探针科技公司，红外光谱分析仪购置于美国赛默飞世尔科技公司。

以下实施例均采用如图1所示的多喷头静电纺丝装置，其中喷头内径为0.84mm，喷头与接收极板之间的垂直距离为100-200mm，一般设置为150mm。

实施例1

在20mL称量瓶中加入10mL以质量比为2∶3的二甲基甲酰胺和丙酮混合液溶剂，然后加入0.15g的PVDF粉末，搅拌溶解以配制成浓度为0.15g/mL的PVDF电纺溶液，并将该配制好的PVDF电纺溶液置于多喷头静电纺丝装置的1个喷射器的储液腔内，并将该喷射器置于图1中所示的a侧。同时，在100mL圆底烧瓶中，通过将0.25g制备的氧化石墨烯溶解在50mL水中，制备5mg/mL的氧化石墨烯电纺溶液，置于多喷头静电纺丝装置的喷射器的储液腔内，并将3个这种喷射器置于图1中所示的b侧。

同时设置a和b侧的电压和流速：设置a侧高压电源输出电压为12kV，设置PVDF电纺溶液的推进速度为1.2mL/h；设置b侧高压电源输出电压为18kV，设置氧化石墨烯电纺溶液的推进速度为2mL/h，并进行以下三阶段的电纺：首先同时将聚偏氟乙烯电纺溶液和氧化石墨烯电纺溶液喷射到同一个接收板上，在接收板上收集到聚偏氟乙烯纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜，获得第一层薄膜(即本发明的薄膜电极材料前体)；然后停止电喷射氧化石墨烯电纺溶液，在该第一次薄膜上继续电喷射聚偏氟乙烯电纺溶液，获得第二层薄膜；最后在该第二层薄膜上再同时电喷射聚偏氟乙烯电纺溶液和电喷射氧化石墨烯电纺溶液，获得第三层薄膜，之后停止电纺操作，从而获得具有三层结构的薄膜材料(即本发明的触觉传感器前体)。其中，上述操作的具体过程为如下：(1)在2.5h后在接收极板上得到棕黄色的PVDF纳米纤维和氧化石墨烯的复合膜；(2)将b侧流速和电压设置为零，a侧继续进行电纺，经过4h后，在接收板上呈现白色PVDF纳米纤维薄膜且完全覆盖第一层；(3)打开b侧流速和电压开关，并设置流速和电压同阶段(1)，在2.5h后关闭所有开关，停止电纺操作，在接收板上呈现棕黄色的PVDF纳米纤维和氧化石墨烯的复合膜且完全覆盖第二层。

将接收板上收集到的具有三层结构的复合薄膜在环境温度(约25℃)下干燥7h，除去残余溶剂。接着，可以将该复合薄膜浸泡在55％的碘化氢的水溶液中，在110℃下还原12h，其中氧化石墨烯被还原成石墨烯，用去离子水浸泡洗涤至洗涤液无颜色，常温下在真空干燥箱(DZF-6020型；巩义市予华仪器有限责任公司)内烘干6h，获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器(图2示出了其结构示意图)。

利用方电阻测试仪(KDT-6，广州市昆德科技有限公司)、数字式透气量仪(YG461E，宁波纺织仪器厂，中国)和灵敏度测试设备系统，检测柔软透气触觉传感器电极的导电性、器件的透气率和灵敏度。即使发生10％以上的形变，电极仍然有良好的导电性能。

图3为根据本发明实施例1制备的触觉传感器的截面的扫描隧道电子显微镜图(使用Sirion 200；FEI，美国)，从图3可以看出，所获得的触觉传感器是由纳米纤维组成，具有疏松多空结构，因此获得的传感器具有透气性好、质轻柔软的特性。与现有技术的压电陶瓷和塑性高分子薄膜结构相比，本发明的纳米纤维薄膜材料的结构在透气性和柔软性方面有了很大的改进和提高。另外，本发明的薄膜电极材料具有良好的柔性和透气性，作为医疗、服饰等人体相关的器件和设备的电极具有极大的优势。经过四探针测电阻系统检测，本实施例的器件的电极的方电阻为300Ω/□；气体透过率为1mm/s。

图4为根据本发明实施例1制备的触觉传感器在卷曲和弯折后的图片，从该图4中可以看出，通过本发明方法制备的触觉传感器体现了良好的柔性。

图5为本发明使用的传感器灵敏度测试的设备系统。通过记录施加在触觉传感器上的外力和器件在外力下输出的电荷信号，获得器件的灵敏度。

图6为根据本发明实施例1制备的触觉传感器在施加外力时的响应信号图示，而图7为根据本发明实施例1制备的触觉传感器对施加外力的敏感性能的图示。从图6和图7中的触觉传感器对施加的外力的响应可以看出，根据本发明方法制备的新型柔软透气触觉传感器具有与基于传统PVDF塑性膜触觉传感器相当的灵敏度，为37.5pC/(N.cm²)，并具有良好柔性和透气性能，在医疗、服饰及人体健康监测等领域有着很大的优势。

实施例2

过程与实施例1相同，只是将2个氧化石墨烯电纺溶液的喷射器置于如图1所示的b侧。获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器，并且经过检测，该器件电极的方电阻为3000Ω/□，气体透过率为3mm/s；该器件灵敏度为27pC/(N.cm²)。

实施例3

过程与实施例1相同，只是将1个氧化石墨烯电纺溶液的喷射器置于如图1所示的b侧。获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器，并且器件电极的方电阻为35000Ω/□，气体透过率为10mm/s；该器件灵敏度为17pC/(N.cm²)。

实施例4

过程与实施例1相同，只是将电纺第(1)阶段和第(3)阶段的喷射时间均变化为1.5h。获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器，并且经过检测，该器件电极的方电阻为500Ω/□，气体透过率为2mm/s；该器件灵敏度为32pC/(N.cm²)。

实施例5

过程与实施例1相同，只是将电纺第(1)阶段和第(3)阶段的喷射时间均变化为2h。获得具有三层结构的新型柔软透气触觉传感器，并且经过检测，该器件电极的方电阻为400Ω/□，气体透过率为1.3mm/s；该器件灵敏度为35pC/(N.cm²)。

实施例6

过程与实施例1相同，只是将电纺第(2)阶段的喷射时间变化为2h。获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器，并且经过检测，该器件电极的方电阻为300Ω/□，气体透过率为1mm/s；该器件灵敏度为25pC/(N.cm²)。

实施例7

过程与实施例1相同，只是将电纺第(2)阶段的喷射时间变化为3h。获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器，并且经过检测，该器件电极的方电阻为300Ω/□，气体透过率为1mm/s；该器件灵敏度为31pC/(N.cm²)。

实施例8

过程与实施例1相同，只是将PVDF变化为P(VDF-TrFE)。获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器，并且经过检测，该器件电极的方电阻为300Ω/□，气体透过率为2mm/s；该器件灵敏度为40pC/(N.cm²)。

实施例9

过程与实施例1相同，只是将a侧PVDF电纺溶液浓度变化为0.12g/mL。获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器，并且经过检测，该器件电极的方电阻为350Ω/□，气体透过率为1.5mm/s；该器件灵敏度为18pC/(N.cm²)。

实施例10

过程与实施例1相同，只是将b侧氧化石墨烯溶液浓度变化为1mg/mL。获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器，并且经过检测，该器件电极的方电阻为800Ω/□，气体透过率为2.5mm/s；该器件灵敏度为30pC/(N.cm²)。

实施例11

过程与实施例8相同，只是将电纺第(2)阶段的喷射时间变化为3h。获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器，并且经过检测，该器件电极的方电阻为300Ω/□，气体透过率为2.5mm/s；该器件灵敏度为34pC/(N.cm²)。

实施例12

过程与实施例8相同，只是将电纺第(2)阶段的喷射时间变化为2h。获得具有三层结构的柔软透气触觉传感器，并且经过检测，该器件电极的方电阻为300Ω/□，气体透过率为3mm/s；该器件灵敏度为29pC/(N.cm²)。

尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，本领域技术人员将会理解。根据已经公开的所有教导，可以对那些细节进行各种修改和替换，这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

Claims

1.一种柔软透气的薄膜电极材料，所述薄膜电极材料由高分子纳米纤维和石墨烯组成，其是在通过静电电纺技术电纺0.06-0.15g/mL的高分子聚合物电纺溶液和1-10mg/mL的氧化石墨烯电纺溶液形成高分子纳米纤维与氧化石墨烯的复合膜之后，将所述复合膜中的氧化石墨烯还原为石墨烯。

2.如权利要求1所述的薄膜电极材料，其特征在于，所述高分子聚合物是偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、二氟乙烯和六氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚乳酸或其混合物。

3.一种柔软透气的触觉传感器，所述触觉传感器具有由以下三层薄膜构成的复合膜结构：

4.如权利要求3所述的触觉传感器，其特征在于，所述高分子聚合物是偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、二氟乙烯和六氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚乳酸或其混合物。

5.一种用于制备权利要求1或2所述的薄膜电极材料的方法，包括：

(1)配制电纺溶液

(2)电纺成膜

(3)还原烘干

6.一种用于制备权利要求3或4所述的触觉传感器的方法，所述方法包括：

(1)配制电纺溶液

(2)电纺成膜

(3)还原烘干

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述还原剂是碘化氢、肼或硼氢化钠，并且步骤(1)中配制的所述氧化石墨烯电纺溶液的浓度为3～8mg/mL。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，用于形成所述第二层薄膜的高分子聚合物为聚偏氟乙烯、偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物、二氟乙烯和六氟乙烯共聚物或聚酰胺。

9.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的烘干是在25-50℃下真空干燥2-15h。

10.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的还原是将所述薄膜材料在80-120℃在碘化氢水溶液中浸泡5-20h。