CN114176597A - 一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器及其制备方法，该传感器由顶层结构、底层结构及连接顶层结构与底层结构上下两面均具有黏性的柔性PET矩形框组成，所述顶层结构包括从上往下依次层叠的第一封装层、第一电极层、第一黏附层和负摩擦层，所述底层结构包括从上往下依次层叠的正摩擦层、第二黏附层、第二电极层和第二封装层。本发明将摩擦纳米传感技术与高压静电纺丝工艺相结合，制备出含有八层高压静电纺丝纳米纤维膜结构的自供电摩擦纳米传感器，该传感器具有较高的透气性以及良好的疏水性，在满足高续航的条件下长时间佩戴不会对人体皮肤产生损伤，同时由于疏水封装层的设置器件的稳定性较好，信号的采集与输出始终处于稳定状态。

Description

一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器及其制备方法
技术领域
本发明涉及自供电柔性可穿戴电子器件技术领域，具体涉及一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器及其制备方法。
背景技术
近年来，柔性电子技术逐渐兴起，柔性电子器件相比于传统的无机刚性电子器件，具有柔韧性好、可拉伸、易与皮肤共形贴合等特点，能够适应多种复杂曲面，逐渐被应用到可穿戴电子领域。
柔性可穿戴电子器件多用来监测诸如心电、脑电、肌电、肌动等人体生理信号，使用过程中需长期佩戴。但是，目前的柔性可穿戴电子器件仍旧存在功耗大、续航能力低等缺点，不能够长时间连续采集人体生理信息；此外，大多数的柔性可穿戴电子器件都是以致密的硅弹性体(PDMS、Ecoflex等)为基底，借助双面胶、创口贴或者医用绷带固定在人体皮肤表面，由于基底层透气性差甚至没有透气性，长时间的佩戴容易引发皮肤的局部炎症；同时部分现有的柔性可穿戴电子器件的封装层疏水性较差，器件性能易受外界环境相对湿度的影响，进而干扰信号的采集。
因此，针对目前柔性可穿戴电子器件在续航、透气性及疏水性等方面的不足，设计一款自驱动、高透气性、高疏水性的柔性可穿戴电子器件具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器及其制备方法，该传感器具有较高的透气性以及良好的疏水性，在满足高续航的条件下长时间佩戴不会对人体皮肤产生损伤，同时由于疏水封装层的设置器件的稳定性较好，信号的采集与输出始终处于稳定状态。
本发明的技术方案如下：
一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器，由顶层结构、底层结构及连接顶层结构与底层结构上下两面均具有黏性的柔性PET矩形框组成，所述顶层结构包括从上往下依次层叠的第一封装层、第一电极层、第一黏附层和负摩擦层，所述底层结构包括从上往下依次层叠的正摩擦层、第二黏附层、第二电极层和第二封装层。
其中，所述第一封装层、第一电极层、第一黏附层、负摩擦层、正摩擦层、第二黏附层、第二电极层、第二封装层均采用高压静电纺丝工艺制备。
其中，所述第一封装层、第一电极层、第一黏附层、负摩擦层之间采用热压工艺黏附，所述正摩擦层、第二黏附层、第二电极层、第二封装层之间采用热压工艺黏附。
其中，所述第一封装层、第二封装层均为PI@TPU静电纺丝纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:2；所述第一电极层、第二电极层均为PEDOT:PSS@PVA@DMSO静电纺丝纳米纤维膜；所述第一黏附层、第二黏附层均为PVA静电纺丝纳米纤维膜；所述负摩擦层为PI@TPU静电纺丝纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:1；所述正摩擦层为TPU静电纺丝纤维膜，TPU静电纺丝纤维膜的形貌呈树根状。
其中，所述第一封装层、第二封装层的厚度在30～40um，所述第一电极层、第二电极层的厚度在50～80um，所述第一黏附层、第二黏附层的厚度在20～25um，所述负摩擦层、正摩擦层的厚度在30～40um。
其中，所述第一封装层、第二封装层均为疏水性纳米纤维膜，常温下对纯净水的接触角大于110°。
全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别制备PI@TPU(PI:TPU＝1:1)静电纺丝溶液、PI@TPU(PI:TPU＝1:2)静电纺丝溶液、PEDOT:PSS@PVA@DMSO静电纺丝溶液、PVA静电纺丝溶液、TPU静电纺丝溶液；
(2)制备顶层结构：首先以铝箔为接收基底，在铝箔上利用静电纺丝工艺制备负摩擦层PI@TPU纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:1，之后在负摩擦层上通过静电纺丝工艺制备第一黏附层PVA纳米纤维膜，然后再在第一黏附层上通过静电纺丝工艺制备第一电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜，最后在第一电极层上通过静电纺丝工艺制备第一封装层PI@TPU纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:2；
(3)顶层结构热压：在顶层结构制备完成之后，使用两块2mm厚的亚克力片封装顶层结构，利用热压工艺对顶层结构各层进行热压以使各层之间的连接更紧密；
(4)制备底层结构：首先以离型纸为接收基底，在离型纸上利用静电纺丝工艺制备正摩擦层树根状TPU纤维膜，之后揭下树根状TPU纤维膜，将树根状TPU纤维膜正面贴合在铝箔上，使其背面作为接收基底，然后在正摩擦层上通过静电纺丝工艺制备第二黏附层PVA纳米纤维膜，再在第二黏附层上通过静电纺丝工艺制备第二电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜，最后在第二电极层上通过静电纺丝工艺制备第二封装层PI@TPU纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:2；
(5)底层结构热压：底层结构制备完成之后，使用两块2mm厚的亚克力片封装底层结构，利用热压工艺对底层结构各层进行热压以使各层之间的连接更紧密；
(6)组装全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器：利用双面黏性的PET矩形框连接顶层结构的负摩擦层和底层结构的正摩擦层，即完成一个全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器。
在步骤(1)中，PI@TPU(PI:TPU＝1:1)静电纺丝溶液、PI@TPU(PI:TPU＝1:2)静电纺丝溶液的浓度均为22wt％～24wt％，溶液的溶剂选用DMF；PEDOT:PSS@PVA@DMSO静电纺丝溶液中PVA的浓度为12wt％，PEDOT:PSS的浓度为0.9wt％，DMSO的浓度为3.5wt％，溶液的溶剂选用去离子水；PVA静电纺丝溶液的浓度为12wt％～15wt％，溶液的溶剂选用去离子水；TPU静电纺丝溶液的浓度为25wt％～30wt％，溶液的溶剂选用DMF。
在步骤(2)和步骤(4)中，利用静电纺丝工艺制备负摩擦层PI@TPU纳米纤维膜、正摩擦层树根状TPU纤维膜时的环境温度为23～24℃，相对湿度为70％；利用静电纺丝工艺制备第一黏附层PVA纳米纤维膜、第一电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜、第一封装层PI@TPU纳米纤维膜、第二黏附层PVA纳米纤维膜、第二电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜、第二封装层PI@TPU纳米纤维膜时的环境温度为23～24℃，相对湿度为55～60％。
在步骤(2)和步骤(4)中，利用静电纺丝工艺制备负摩擦层PI@TPU纳米纤维膜、第一封装层PI@TPU纳米纤维膜、第二封装层PI@TPU纳米纤维膜时的接收距离为12～13cm，纺丝电压为10～11KV，挤出速率为8000～8500nl/min；利用静电纺丝工艺制备正摩擦层树根状TPU纤维膜时的接收距离为12～13cm，纺丝电压为12～13KV，挤出速率为9000～10000nl/min；利用静电纺丝工艺制备第一黏附层PVA纳米纤维膜、第二黏附层PVA纳米纤维膜时的接收距离为8～10cm，纺丝电压为11～12KV，挤出速率为7000～7500nl/min；利用静电纺丝工艺制备第一电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜、第二电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜时的接收距离为15～16cm，纺丝电压为14.5～15KV，挤出速率为6000～6500nl/min。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明摆脱了柔性可穿戴电子器件对供电装置的依赖，可以实现长时间的续航；
2、本发明的各个层级结构均采用高压静电纺丝静电工艺制备，相比于传统的柔性可穿戴电子器件，具有更好的透气性能，可以长时间佩戴且不损伤皮肤；
3、本发明的正摩擦层设计成树根结构，与平面形貌以及纳米纤维形貌的摩擦层相比，具有更好的接触起电效应，使得该传感器具有更高的灵敏度；
4、本发明的封装层具有良好的疏水性能，使得传感器使用过程中免受外界相对湿度的干扰，信号采集与输出始终处于稳定状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器的结构示意图；
图2为本发明提供的一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例
请参阅图1，本实施例提供一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器，由顶层结构、底层结构及连接顶层结构与底层结构上下两面均具有黏性的柔性PET矩形框5组成；顶层结构包括从上往下依次层叠的第一封装层1、第一电极层2、第一黏附层3和负摩擦层4，第一封装层1、第一电极层2、第一黏附层3、负摩擦层4均采用高压静电纺丝工艺制备，第一封装层1、第一电极层2、第一黏附层3、负摩擦层4之间采用热压工艺黏附，以防止分层；底层结构包括从上往下依次层叠的正摩擦层6、第二黏附层7、第二电极层8和第二封装层9，正摩擦层6、第二黏附层7、第二电极层8、第二封装层9均采用高压静电纺丝工艺制备，正摩擦层6、第二黏附层7、第二电极层8、第二封装层9之间采用热压工艺黏附，以防止分层。
其中，第一封装层1、第二封装层9均为PI@TPU静电纺丝纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:2；第一电极层2、第二电极层8均为PEDOT:PSS@PVA@DMSO静电纺丝纳米纤维膜；第一黏附层3、第二黏附层7均为PVA静电纺丝纳米纤维膜；负摩擦层4为PI@TPU静电纺丝纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:1；正摩擦层6为TPU静电纺丝纤维膜，TPU静电纺丝纤维膜的形貌呈树根状。PI@TPU静电纺丝纳米纤维膜、PEDOT:PSS@PVA@DMSO静电纺丝纳米纤维膜、PVA静电纺丝纳米纤维膜中纤维的直径分布均在百纳米级；TPU静电纺丝纤维膜中纤维的直径分布在百纳米级至微米级不等，且微米级的纤维居多。
第一封装层1、第二封装层9的厚度优选为30～40um，第一电极层2、第二电极层8的厚度优选为50～80um，第一黏附层3、第二黏附层7的厚度优选为20～25um，负摩擦层4、正摩擦层6的厚度优选为30～40um。
该传感器具有优越的透气性以及较好的疏水性，其中第一封装层、第二封装层均为疏水性纳米纤维膜，常温下对纯净水的接触角大于110°，传感器的水汽透过率大于8(kg/m2/day)。
当将所述全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器佩戴在身上时，底层结构的第二封装层直接与人体皮肤相接触，当人体皮肤发生形变进而带动顶层结构的负摩擦层与底层结构的正摩擦层相互摩擦时，由于接触起电效应正摩擦层带一定量的正电荷而负摩擦层带有相同量的负电荷，第一电极层、第二电极层则会由静电感应效应形成相应的感应电动势，由此即可实现对外界信号的检测。
请参阅图2，上述全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备PI@TPU(PI:TPU＝1:1)静电纺丝溶液：将PI粉末与TPU粉末以1：1的比例混合均匀，将混合溶质粉末溶解在溶剂DMF中，在60℃的温度下磁力搅拌3h，溶液的浓度优选为22wt％-24wt％；制备PI@TPU(PI:TPU＝1:2)静电纺丝溶液：将PI粉末与TPU粉末以1：2的比例混合均匀，将混合溶质粉末溶解在溶剂DMF中，在60℃的温度下磁力搅拌3h，溶液的浓度优选为22wt％-24wt％；制备PEDOT:PSS@PVA@DMSO静电纺丝溶液：将质量分数为1.5wt％PEDOT:PSS水溶液、PVA粉末、DMSO混合，在在90℃的温度下磁力搅拌4h，PVA的浓度优选为12wt％，PEDOT:PSS的浓度优选为0.9wt％，DMSO的浓度优选为3.5wt％；制备PVA静电纺丝溶液：将PVA粉末溶解在溶剂去离子水中，在90℃的温度下磁力搅拌4h，溶液的浓度优选为12wt％-15wt％；制备TPU静电纺丝溶液：将TPU粉末溶解在溶剂DMF中，在60℃的温度下磁力搅拌3h，溶液的浓度优选为25wt％-30wt％；
(2)制备顶层结构：
以铝箔为接收基底，接收距离优选为12～13cm，纺丝电压优选为10～11KV，挤出速率优选为8000～8500nl/min，在环境温度为23～24℃，相对湿度为70％下，在铝箔上利用静电纺丝工艺制备负摩擦层PI@TPU纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:1；
以负摩擦层PI@TPU纳米纤维膜为接收基底，接收距离优选为8-10cm，纺丝电压优选为11-12KV，挤出速率优选为7000-7500nl/min，在环境温度为23～24℃，相对湿度为55～60％下，在负摩擦层上通过静电纺丝工艺制备第一黏附层PVA纳米纤维膜；
以第一黏附层PVA纳米纤维膜为接收基底，接收距离优选为15-16cm，纺丝电压优选为14.5-15KV，挤出速率优选为6000-6500nl/min，在环境温度为23～24℃，相对湿度为55～60％下，在第一黏附层上通过静电纺丝工艺制备第一电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜；
以第一电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜为接收基底，接收距离优选为12-13cm，纺丝电压优选为10-11KV，挤出速率优选为8000-8500nl/min，在环境温度为23～24℃，相对湿度为55～60％下，在第一电极层上通过静电纺丝工艺制备第一封装层PI@TPU纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:2；
(3)顶层结构热压：在顶层结构制备完成之后，使用两块2mm厚的亚克力片封装顶层结构，将带有亚克力封装的顶层结构放置到热板上，设置热板温度为60℃，对带有亚克力封装的顶层结构施加50kPa的压力，持续时间30min，热压完毕之后，取下两侧的亚克力片；
(4)制备底层结构：
以离型纸为接收基底，接收距离优选为12～13cm，纺丝电压优选为12～13KV，挤出速率优选为9000～10000nl/min，在环境温度为23～24℃，相对湿度为70％下，在离型纸上利用静电纺丝工艺制备正摩擦层树根状TPU纤维膜，揭下树根状TPU纤维膜，将树根状TPU纤维膜正面贴合在铝箔上，使其背面作为接收基底；
以附着在铝箔上的树根状TPU纤维膜为接收基底，接收距离优选为8-10cm，纺丝电压优选为11-12KV，挤出速率优选为7000-7500nl/min，在环境温度为23～24℃，相对湿度为55～60％下，在正摩擦层上通过静电纺丝工艺制备第二黏附层PVA纳米纤维膜；
以第二黏附层PVA纳米纤维膜为接收基底，接收距离优选为15～16cm，纺丝电压优选为14.5～15KV，挤出速率优选为6000～6500nl/min，在环境温度为23～24℃，相对湿度为55～60％下，在第二黏附层上通过静电纺丝工艺制备第二电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜；
以第二电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜为接收基底，接收距离优选为12-13cm，纺丝电压优选为10-11KV，挤出速率优选为8000-8500nl/min，在环境温度为23～24℃，相对湿度为55～60％下，在第二电极层上通过静电纺丝工艺制备第二封装层PI@TPU纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:2；
(5)底层结构热压：底层结构制备完成之后，使用两块2mm厚的亚克力片封装底层结构，将带有亚克力封装的底层结构放置到热板上，设置热板温度为60℃，对带有亚克力封装的底层结构施加50kPa的压力，持续时间30min，热压完毕之后，取下两侧的亚克力片；
(6)组装全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器：利用双面黏性的PET矩形框连接顶层结构的负摩擦层和底层结构的正摩擦层，即完成一个全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器，其特征在于：由顶层结构、底层结构及连接顶层结构与底层结构上下两面均具有黏性的柔性PET矩形框组成，所述顶层结构包括从上往下依次层叠的第一封装层、第一电极层、第一黏附层和负摩擦层，所述底层结构包括从上往下依次层叠的正摩擦层、第二黏附层、第二电极层和第二封装层。
2.根据权利要求1所述的一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器，其特征在于：所述第一封装层、第一电极层、第一黏附层、负摩擦层、正摩擦层、第二黏附层、第二电极层、第二封装层均采用高压静电纺丝工艺制备。
3.根据权利要求1或2所述的一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器，其特征在于：所述第一封装层、第一电极层、第一黏附层、负摩擦层之间采用热压工艺黏附，所述正摩擦层、第二黏附层、第二电极层、第二封装层之间采用热压工艺黏附。
4.根据权利要求1所述的一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器，其特征在于：所述第一封装层、第二封装层均为PI@TPU静电纺丝纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:2；所述第一电极层、第二电极层均为PEDOT:PSS@PVA@DMSO静电纺丝纳米纤维膜；所述第一黏附层、第二黏附层均为PVA静电纺丝纳米纤维膜；所述负摩擦层为PI@TPU静电纺丝纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:1；所述正摩擦层为TPU静电纺丝纤维膜，TPU静电纺丝纤维膜的形貌呈树根状。
5.根据权利要求1或4所述的一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器，其特征在于：所述第一封装层、第二封装层的厚度在30～40um，所述第一电极层、第二电极层的厚度在50～80um，所述第一黏附层、第二黏附层的厚度在20～25um，所述负摩擦层、正摩擦层的厚度在30～40um。
6.根据权利要求1所述的一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器，其特征在于：所述第一封装层、第二封装层均为疏水性纳米纤维膜，常温下对纯净水的接触角大于110°。
7.一种如权利要求1～6任一项全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别制备PI@TPU(PI:TPU＝1:1)静电纺丝溶液、PI@TPU(PI:TPU＝1:2)静电纺丝溶液、PEDOT:PSS@PVA@DMSO静电纺丝溶液、PVA静电纺丝溶液、TPU静电纺丝溶液；
(2)制备顶层结构：首先以铝箔为接收基底，在铝箔上利用静电纺丝工艺制备负摩擦层PI@TPU纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:1，之后在负摩擦层上通过静电纺丝工艺制备第一黏附层PVA纳米纤维膜，然后再在第一黏附层上通过静电纺丝工艺制备第一电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜，最后在第一电极层上通过静电纺丝工艺制备第一封装层PI@TPU纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:2；
(3)顶层结构热压：在顶层结构制备完成之后，使用两块2mm厚的亚克力片封装顶层结构，利用热压工艺对顶层结构各层进行热压以使各层之间的连接更紧密；
(4)制备底层结构：首先以离型纸为接收基底，在离型纸上利用静电纺丝工艺制备正摩擦层树根状TPU纤维膜，之后揭下树根状TPU纤维膜，将树根状TPU纤维膜正面贴合在铝箔上，使其背面作为接收基底，然后在正摩擦层上通过静电纺丝工艺制备第二黏附层PVA纳米纤维膜，再在第二黏附层上通过静电纺丝工艺制备第二电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜，最后在第二电极层上通过静电纺丝工艺制备第二封装层PI@TPU纳米纤维膜，其中PI:TPU＝1:2；
(5)底层结构热压：底层结构制备完成之后，使用两块2mm厚的亚克力片封装底层结构，利用热压工艺对底层结构各层进行热压以使各层之间的连接更紧密；
(6)组装全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器：利用双面黏性的PET矩形框连接顶层结构的负摩擦层和底层结构的正摩擦层，即完成一个全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器。
8.根据权利要求7所述的一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器的制备方法，在步骤(1)中，PI@TPU(PI:TPU＝1:1)静电纺丝溶液、PI@TPU(PI:TPU＝1:2)静电纺丝溶液的浓度均为22wt％～24wt％，溶液的溶剂选用DMF；PEDOT:PSS@PVA@DMSO静电纺丝溶液中PVA的浓度为12wt％，PEDOT:PSS的浓度为0.9wt％，DMSO的浓度为3.5wt％，溶液的溶剂选用去离子水；PVA静电纺丝溶液的浓度为12wt％～15wt％，溶液的溶剂选用去离子水；TPU静电纺丝溶液的浓度为25wt％～30wt％，溶液的溶剂选用DMF。
9.根据权利要求7所述的一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器的制备方法，在步骤(2)和步骤(4)中，利用静电纺丝工艺制备负摩擦层PI@TPU纳米纤维膜、正摩擦层树根状TPU纤维膜时的环境温度为23～24℃，相对湿度为70％；利用静电纺丝工艺制备第一黏附层PVA纳米纤维膜、第一电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜、第一封装层PI@TPU纳米纤维膜、第二黏附层PVA纳米纤维膜、第二电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜、第二封装层PI@TPU纳米纤维膜时的环境温度为23～24℃，相对湿度为55～60％。
10.根据权利要求7所述的一种全电纺高透气高疏水摩擦纳米传感器的制备方法，在步骤(2)和步骤(4)中，利用静电纺丝工艺制备负摩擦层PI@TPU纳米纤维膜、第一封装层PI@TPU纳米纤维膜、第二封装层PI@TPU纳米纤维膜时的接收距离为12～13cm，纺丝电压为10～11KV，挤出速率为8000～8500nl/min；利用静电纺丝工艺制备正摩擦层树根状TPU纤维膜时的接收距离为12～13cm，纺丝电压为12～13KV，挤出速率为9000～10000nl/min；利用静电纺丝工艺制备第一黏附层PVA纳米纤维膜、第二黏附层PVA纳米纤维膜时的接收距离为8～10cm，纺丝电压为11～12KV，挤出速率为7000～7500nl/min；利用静电纺丝工艺制备第一电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜、第二电极层PEDOT:PSS@PVA@DMSO纳米纤维膜时的接收距离为15～16cm，纺丝电压为14.5～15KV，挤出速率为6000～6500nl/min。
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