CN115058886A - 一种柔性纳米合金压阻传感织物及其制备方法 - Google Patents

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CN115058886A CN202210737708.XA CN202210737708A CN115058886A CN 115058886 A CN115058886 A CN 115058886A CN 202210737708 A CN202210737708 A CN 202210737708A CN 115058886 A CN115058886 A CN 115058886A
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Abstract

本发明公开了一种柔性纳米合金压阻传感织物及其制备方法。该柔性传感织物将富含疏水性配体的铜纳米线浸渍修饰到织物表面，烘干至一定程度后与另一种电极电位较正的金属盐溶液进行原位电置换腐蚀反应而成。在该柔性纳米合金压阻传感织物中，织物为柔性基底，纳米合金为导电功能层，疏水性表面配体作为保护层不仅赋予压阻传感织物良好的疏水性、自清洁能力还能通过氢键作用力提高织物与纳米合金的结合力，防止纳米合金脱落。该柔性传感织物具有优异的疏水性、透气性、可扭转变形性、可裁剪性，可被集成到织物里构建智能传感服装，用于实时监测人体运动与健康状况。所述柔性传感器在未来健康监测、智能医疗等方面具有广阔的应用前景。

Description

一种柔性纳米合金压阻传感织物及其制备方法
技术领域
本发明属于柔性压阻传感器技术领域，具体涉及一种柔性纳米合金压阻传感织物及其制备方法。
背景技术
随着人工智能的发展和人们生活水平的不断提高，柔性可穿戴传感设备因轻薄、柔性等优越性，越来越受到人们的重视，尤其在人体生理信号监测、运动信息的采集等方面。
柔性可穿戴电子器件的制备一般选用高分子柔性基材与导电活性材料如金属纳米材料、碳纳米管、石墨烯、导电聚合物等进行复合。而高分子材料存在透气性差、降解困难等问题。与之相比，以织物为衬底的柔性可穿戴电子器件凭借独特的透气性、柔软亲肤性、可裁剪、多层级结构使其在可穿戴电子领域表现出巨大的应用潜能。现有技术中，例如CN108797099 A公开了一种复合柔性导电织物、导电织物制备方法及其柔性传感器，所述导电织物由碳纳米管浸渍于织物上烘干后获得，可用于感应压力与摩擦力，具有较高的灵敏度；国内专利CN 111000566 A公开了一种具有光热效应和抗菌功能的可穿戴柔性传感器，所述传感器采用腈纶氨纶交织基材，基材表面附着有大量的碳纳米管和银微粒，可用于手指关节、手腕关节等关节的宏观检测以及面部肌肉、喉咙振动等微观方面的监测，还具备一定的光热与抗菌效应；国内专利CN113235310A公开了一种压阻传感织物的制备方法及应用，所述传感器采用空气棉为衬底，向其上浸渍填充MXene材料后，形成了压阻传感织物。该织物具有高的灵敏度和低的响应时间，能够满足人体健康的监测。
目前以织物为衬底的柔性传感器多采用简单浸渍或喷镀的方式将导电活性物质复合到织物表面，织物中的导电活性物质与织物通过较弱的范德华作用力搭接到一起，导致传感器在长期的使用过程中稳定性得不到保证。另一方面，织物亲水的本质导致其在潮湿环境中难以运行。
发明内容
为了克服上述现有技术中柔性传感器由于织物与导电活性物质结合力不强所导致的在长时间使用过程中不稳定以及在潮湿环境中难以运行的缺点，本发明的目的在于提供一种柔性纳米合金压阻传感织物及其制备方法，所述制备方法采用电置换反应，工艺简单且反应条件温和；所述柔性纳米合金压阻传感织物具有良好的疏水性、透气性且导电活性物质与织物结合牢固；采用所述柔性纳米合金压阻传感织物制备的压阻传感器可以长期使用，稳定性高；在潮湿、水下等环境中的拥有着广阔的应用前景。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明提供了一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备铜纳米线织物：
S11：将表面包覆疏水性配体的铜纳米线分散于去离子水中，形成铜纳米线墨水；
S12：将织物依次浸渍于丙酮、乙醇、去离子水中进行超声处理，烘干后将织物完全浸渍到所述铜纳米线墨水中，取出后干燥，获得铜纳米线织物；
S2：将所述铜纳米线织物浸渍于金属离子溶液中，进行电置换反应，所述电置换反应的温度为30-80℃；所述电置换反应的时间为10-120min；然后将电置换反应所得织物进行干燥；
S3：重复S2操作步骤，得到柔性纳米合金压阻传感织物。
本发明进一步，所述S11中，所述铜纳米线墨水的制备过程为：将二水合氯化铜、十六胺、葡萄糖溶解于去离子水中，在水浴环境下搅拌至充分溶解，将搅拌均匀后的溶液转移到反应釜中，将所述反应釜放置在真空干燥箱中进行反应；后将反应产物用去离子水进行清洗，离心、洗涤，得到铜纳米线的沉淀；将铜纳米线的沉淀分散于20-100mL去离子水中，得到十六胺包覆的铜纳米线墨水。
本发明进一步，所述水浴环境的温度为50℃；所述搅拌的时间为1-6h；所述真空干燥箱的温度为：80-150℃；所述反应的时间为：5-24h；所述离心的速率为：2000-6000rpm/min；所述离心的时间为：10-20min；所述洗涤的次数为：2-3次。
本发明进一步，所述十六胺的浓度为3-30mg/mL；所述铜纳米线的长度为50-130μm，所述铜纳米线的直径为30-220nm；所述铜纳米线墨水的浓度为0.5-5mg/mL。
本发明进一步，所述S12中，所述完全浸渍的时间为：5-60min；所述干燥的时间为：10-60min；所述干燥的温度为：30-60℃。
本发明进一步，所述S2中，金属离子溶液为氯金酸溶液、硝酸银溶液、氯铂酸溶液中的一种或多种任意比混合物。
本发明进一步，所述S2中，所述金属离子溶液的浓度范围为0.5-4mg/mL。
本发明进一步，所述S2中，所述干燥的温度为30-80℃；所述干燥的时间为10-60min。
采用任意一项所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法得到的一种柔性纳米合金压阻传感织物。
采用所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物制备的压阻传感器，采用Au叉指电极作为底电极，所述柔性纳米合金压阻传感织物作为压阻层，用VHB胶带封装压阻层与叉指电极制作成压阻传感器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所述一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法，采用疏水性配体修饰的铜纳米线与织物通过较强的氢键作用结合，增大了铜纳米线与织物的结合力；另一种电极电位较(铜)正的金属溶液与铜纳米线-织物原位进行电置换反应，能够有效提高电子织物的导电性、避免金属铜大面积氧化、提高织物的透气性与传感性能；通过电置换反应在形貌上形成微突起来增进其传感性能，通过多次浸渍工艺能够更有效通过电置换的方法将金属离子复合在织物上；多次浸渍可以形成更加良好的导电网络结构，实现了导电性与疏水性的双重性能保证；通过电置换反应形成以一种或两种以上的金属纳米颗粒为主并附有少量铜纳米线的复合织物，其中金属纳米颗粒与铜纳米线构成了良好的导电网络，在兼具导电性的同时，还具备一定的疏水性。使得所述织物导电活性物质与织物基底牢固结合且防水、透气，可以长期稳定的使用。本发明提供的柔性电子织物制备工艺简单，反应条件温和，适用于大规模批量化制造。
本发明所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物，所述织物为柔性基底，纳米合金为导电功能层，疏水性表面配体作为保护层，形貌上利用微突起来增进其传感性能，所述织物传感灵敏度高，不仅赋予压阻传感织物良好的疏水性、自清洁能力还能通过氢键作用力提高织物与纳米合金的结合力，所述织物导电活性物质与织物基底牢固结合防止纳米合金在加载-卸载循环过程中脱落；水滴在织物表面的最优接触角可达150°，所述柔性纳米合金压阻传感器织物以一种或两种以上的金属纳米颗粒为主并附有少量铜纳米线，金属纳米颗粒与铜纳米线构成了良好的导电网络，在兼具导电性的同时，还具备一定的疏水性。以及良好的耐酸耐碱耐盐性。
本发明所述的压阻传感器采用所述柔性纳米合金压阻传感织物作为压阻层，其中压阻传感织物导电性能优异，在长期使用过程中通过织物基底与织物导电活性物质的紧密结合，稳定性高，且疏水性良好；在潮湿、水下等环境中的健康监测以及智能服装等领域拥有着广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的防水透气的柔性纳米合金压阻传感器的制备流程图；
图2为本发明实施例1制备的铜纳米线的扫描电子显微镜图像；
图3为织物的扫描电子显微镜图像；图3中图(a)为棉织物的扫描电子显微镜图像；图3中图(b)为实施例1中铜纳米线-棉织物的扫描电子显微镜图像；图3中图(c)为实施例1中一次浸渍AgCu纳米合金织物的扫描电子显微镜图像；图3中图(d)为实施例1中重复浸渍的AgCu纳米合金的扫描电子显微镜图像；
图4为本发明实施例1制备的一次浸渍AgCu纳米合金织物的XRD图谱；
图5为本发明实施例1中AgCu纳米合金织物所形成的压阻传感器在不同压力下电流变化的数据图；
图6为本发明实施例2中AgCu纳米合金织物所形成的压阻传感器检测手臂的径向肌肉收缩波形图；
图7为本发明实施例2中AgCu纳米合金织物所形成的压阻传感器在手指按压的情况下显示的信号图；
图8为本发明实施例2中AgCu纳米合金织物所形成的压阻传感器在手指弯曲不同情况下的信号图；
图9为本发明实施例2中AgCu纳米合金织物上分别滴加2μL的去离子水、HCl(1M)溶液、NaOH(1M)溶液、NaCl(1M)溶液停留30min后的光学照片。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。
本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。
一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法，包括以下步骤：
(1)表面包覆疏水性配体的铜纳米线的配制：将表面包覆疏水性配体的铜纳米线分散于去离子水中，形成铜纳米线墨水。
作为优选的实施例，所述的铜纳米线墨水中铜纳米线浓度为0.5-5mg/mL，铜纳米线的直径为30-220nm，长度为50-130μm。所述的疏水性配体为十六胺，其浓度为3-30mg/mL。
作为可选方案，本发明制备铜纳米线墨水过程具体为：
所述铜纳米线墨水的制备过程具体为：将二水合氯化铜、十六胺、葡萄糖溶解于去离子水中，在水浴环境下搅拌至充分溶解，将搅拌均匀后的溶液转移到反应釜中，将所述反应釜放置在真空干燥箱中进行反应；后将反应产物用去离子水进行清洗，离心、洗涤，得到铜纳米线的沉淀；将铜纳米线的沉淀分散于20-100mL去离子水中，得到十六胺包覆的铜纳米线墨水。
所述制备铜纳米线墨水采用十六胺，氯化铜，葡萄糖合成铜纳米线的方法，制备出的铜纳米线长径比可达到(800-1500)：1；所述水浴环境的温度为50℃；所述搅拌的时间为1-6h；所述真空干燥箱的温度为：80-150℃；所述反应的时间为：5-24h；所述离心的速率为：2000-6000rpm/min；所述离心的时间为：10-20min；所述洗涤的次数为：2-3次。
(2)将干净织物依次浸渍于丙酮、乙醇、去离子水中进行超声处理，烘干后将织物完全浸渍入铜纳米线墨水中，取出后放在烘箱中干燥，获得铜纳米线织物。
作为可选方案，所述织物的材质包括棉、麻、化纤、混纺等织物，织物的尺寸为0.5×2cm2-2×4cm2。
作为可选方案，所述浸渍时间为5-60min，其中优选地浸渍时间为10min，烘箱干燥温度为30-60℃，其中优选地干燥温度为50℃，烘干时间为10-60min，其中优选地烘干时间为30min。
(3)将步骤(2)所得铜纳米线电子织物浸渍于一种电极电位较(铜)正的金属离子溶液中，在一定温度下进行原位电置换反应，然后将电置换反应所得织物放置到烘箱中进行干燥，为优化传感性能，可将步骤(2)、(3)连续操作数次。
作为可选方案，所述金属离子溶液为电极电位较(铜)正的金属溶液可以选择多种，例如：硝酸银溶液、氯金酸溶液、氯铂酸溶液中的任意一种，还可以是几种的任意比混合物，例如：硝酸银溶液、氯金酸溶液任意比的混合；氯金酸溶液、氯铂酸溶液任意比的混合；硝酸银溶液、氯铂酸溶液任意比的混合；氯金酸溶液、硝酸银溶液、氯铂酸溶液任意比混合物。
作为可选方案，所述金属离子溶液的浓度范围为0.5-4mg/mL；所述电置换反应的温度为30-80℃，电置换反应的时间为10-120min。所述烘箱温度为30-80℃，干燥时间为10-60min。
疏水性配体修饰的铜纳米线与织物通过较强的氢键作用结合，增大了铜纳米线与织物的结合力。另一种电极电位较(铜)正的金属溶液与铜纳米线-织物原位进行电置换腐蚀反应，能够有效提高电子织物的导电性、避免金属铜大面积氧化、提高织物的透气性与传感性能。
进一步的，步骤(4)采用Au叉指电极作为底电极，纳米合金电子织物作为压阻层，制作成疏水压阻传感器。
作为可选方案，用VHB胶带封装压阻层与叉指电极制作成疏水压阻传感器。
优选的，本发明通过多次浸渍工艺实现了导电性与疏水性的双重性能保证；制备的传感器，甚至不用封装，只用链接导线就能进行测试。
本发明公开了一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法。该柔性传感织物首先将富含疏水性配体的铜纳米线浸渍修饰到织物表面，烘干至一定程度后与另一种电极电位较(铜)正的金属盐溶液进行原位电置换腐蚀反应而成。优选的，本发明通过电置换的方式，让其他金属与铜纳米线进行置换，从而使置换的金属能更好的与织物进行结合；在形貌上形成微突起来增进其传感性能；如图3、4所示，相较于一次浸渍，多次浸渍的方式，能够更有效通过电置换的方法将金属离子复合在织物上，且从图3中图(c)与图3中图(d)可以看出，多次浸渍可以形成更加良好的导电网络结构。
本发明所述柔性纳米合金压阻传感织物，织物为柔性基底，纳米合金为导电功能层，疏水性表面配体作为保护层，不仅赋予压阻传感织物良好的疏水性、自清洁能力还能通过氢键作用力提高织物与纳米合金的结合力，防止纳米合金在加载-卸载循环过程中脱落；通过电置换反应在形貌上形成微突起来增进其传感性能，水滴在织物表面的最优接触角可达150°，传感灵敏度高；所述柔性纳米合金压阻传感器织物以一种或两种以上的金属纳米颗粒为主并附有少量铜纳米线的复合织物，金属纳米颗粒与铜纳米线构成了良好的导电网络，在兼具导电性的同时，还具备一定的疏水性。如图9所示，所述防水透气的柔性纳米合金压阻传感织物经过电置换反应具备良好的疏水性且PH不同的溶液液滴可以在织物上停留30min，说明所述复合织物具备一定的耐酸耐碱耐盐性。
本发明所述的压阻传感器，采用所述柔性纳米合金压阻传感织物作为压阻层，其中压阻传感织物导电性能优异，在长期使用过程中通过织物基底与织物导电活性物质的紧密结合，稳定性高，且疏水性良好；在潮湿、水下等环境中的健康监测以及智能服装等领域拥有着广阔的应用前景。
实施例1：
所述一种防水透气的柔性AgCu纳米合金压阻传感织物的制备方法:
(1)将1.5g十六胺包覆的铜纳米线分散在30mL水中形成均匀、稳定的铜纳米线墨水。
(2)将干净的棉织物浸渍到铜纳米线墨水中10min，取出后放置于50℃的烘箱中干燥30min，得到铜纳米线-棉织物。
(3)将铜纳米线-棉织物电子织物浸渍到盛有20mL，1.7mg/mL的AgNO3溶液中，将烧杯置于50℃的水浴锅中进行原位电置换腐蚀反应10min,随后取出织物放在50℃烘箱中干燥20-30min,得到一次浸渍AgCu纳米合金织物。
(4)重复以上操作(2)、(3)得到疏水透气的AgCu纳米合金织物。
(5)将AgCu纳米合金织物作为压阻层，Au叉指电极作为底电极，用VHB胶带封装制成压阻传感器。
测试压阻传感器的响应范围在0-30kPa内，灵敏度为0.12-6.144kPa-1,响应时间在300-400ms，2μL水滴在其上的接触角为135°。
如图3、4所示，一次浸渍纳米合金织物与多次浸渍纳米合金织物相比，多次重复浸渍及电置换反应能够更有效的将金属离子复合在织物上；多次浸渍可以形成更加良好的导电网络结构。
如图5所示，由AgCu纳米合金织物形成的压阻传感器在不同压力下(0.5-30kPa)的响应测试，结果表明，随着压力的增大，电流的相对变化也逐渐增加。
实施例2：
所述一种防水透气的柔性AgCu纳米合金压阻传感织物的制备方法:
(1)将1.5g十六胺包覆的铜纳米线分散在30mL水中形成均匀、稳定的铜纳米线墨水。
(2)将干净的棉织物浸渍到铜纳米线墨水中20分钟，取出后放置于60℃的烘箱中干燥30min，得到铜纳米线-棉织物。
(3)将铜纳米线-棉织物织物浸渍到盛有20mL，1.7mg/mL的AgNO3溶液中，将烧杯置于30℃的水浴锅中进行原位电置换腐蚀反应10min,随后取出织物放在50℃烘箱中干燥10-20min,得到一次浸渍AgCu纳米合金织物。
(4)重复以上操作(2)、(3)得到疏水透气的AgCu纳米合金织物。
(5)将AgCu纳米合金织物作为压阻层，Au叉指电极作为底电极，用VHB胶带封装制成压阻传感器。
测试压阻传感器的响应范围在0-30kPa内，灵敏度为0.1-8.05kPa-1,响应时间在300-400ms，2μL水滴在其上的接触角为137°。
如图6、图7、图8所示，通过肌肉收缩、手指按压、手指弯曲等行为传感器所响应出的电流变化，表明所述柔性纳米合金压阻传感织物对于人体行为感应灵敏高；如图9所示，在AgCu织物上分别滴加2μL的去离子水、HCl(1M)溶液、NaOH(1M)溶液、NaCl(1M)溶液30min后仍旧可以停留在织物表面，所述防水透气的柔性纳米合金压阻传感织物经过电置换反应具备良好的疏水性且PH不同的溶液液滴可以在织物上停留30min，说明所述复合织物具备良好的耐酸耐碱耐盐性。
实施例3：
所述一种防水透气的柔性AgCu纳米合金压阻传感织物的制备方法:
(1)将3g十六胺包覆的铜纳米线分散在30mL水中形成均匀、稳定的铜纳米线墨水。
(2)将干净的棉织物浸渍到铜纳米线墨水中5分钟，取出后放置于50℃的烘箱中干燥30min，得到铜纳米线-棉织物。
(3)将铜纳米线-棉织物电子织物浸渍到盛有20mL，1.7mg/mL的AgNO3溶液中，将烧杯置于50℃的水浴锅中进行原位电置换反应10min,随后取出织物放在50℃烘箱中干燥10-20min,得到一次浸渍AgCu纳米合金织物。
(4)重复以上操作(2)、(3)得到疏水透气的AgCu纳米合金织物。
(5)将AgCu纳米合金织物作为压阻层，Au叉指电极作为底电极，用VHB胶带封装制成压阻传感器。
测试压阻传感器的响应范围在0-40kPa内，灵敏度为3-10.02kPa-1,响应时间在220-300ms，2μL水滴在其上的接触角为145°。
实施例4：
所述一种防水透气的柔性AuCu纳米合金压阻传感织物的制备方法:
(1)将1.5g十六胺包覆的铜纳米线分散在20mL水中形成均匀、稳定的铜纳米线墨水。
(2)将干净的棉织物浸渍到铜纳米线墨水中5分钟，取出后放置于50℃的烘箱中干燥30min，得到铜纳米线-棉织物。
(3)将铜纳米线-棉织物浸渍到盛有20mL，1.7mg/mL的氯金酸溶液中，将烧杯置于30℃的水浴锅中进行原位电置换反应10min,随后取出织物放在50℃烘箱中干燥10-20min,得到一次浸渍AuCu纳米合金织物。
(4)重复以上操作(2)、(3)得到疏水透气的AuCu纳米合金织物。
(5)将AuCu纳米合金织物作为压阻层，Au叉指电极作为底电极，用VHB胶带封装制成压阻传感器。
测试压阻传感器的响应范围在0-50kPa内，灵敏度为5-25kPa-1,响应时间在100-200ms，2μL水滴在其上的接触角为130°。
实施例5：
所述一种防水透气的柔性AuCu纳米合金压阻传感织物的制备方法:
(1)将3g十六胺包覆的铜纳米线分散在30mL水中形成均匀、稳定的铜纳米线墨水。
(2)将干净的棉织物浸渍到铜纳米线墨水中5分钟，取出后放置于50℃的烘箱中干燥30min，得到铜纳米线-棉织物。
(3)将铜纳米线-棉织物浸渍到盛有20mL，2.4mg/mL的氯金酸溶液中，将烧杯置于50℃的水浴锅中进行原位电置换反应20min,随后取出织物放在50℃烘箱中干燥20-30min,得到一次浸渍AuCu纳米合金织物。
(4)重复以上操作(2)、(3)得到疏水透气的AuCu纳米合金织物。
(5)将AuCu纳米合金织物作为压阻层，Au叉指电极作为底电极，用VHB胶带封装制成压阻传感器。
测试压阻传感器的响应范围在0-60kPa内，灵敏度为5-40kPa-1,响应时间在60-180ms，2μL水滴在其上的接触角为132°。
实施例6：
所述一种防水透气的柔性PtCu纳米合金压阻传感织物的制备方法:
(1)将3g十六胺包覆的铜纳米线分散在30mL水中形成均匀、稳定的铜纳米线墨水。
(2)将干净的棉织物浸渍到铜纳米线墨水中10min，取出后放置于60℃的烘箱中干燥30min，得到铜纳米线-棉织物。
(3)将铜纳米线-棉织物织物浸渍到盛有20mL，1mg/mL的氯铂酸溶液中，将烧杯置于50℃的水浴锅中进行原位电置换反应120min,随后取出织物放在60℃烘箱中干燥10-20min,得到一次浸渍PtCu纳米合金织物
(4)重复以上操作(2)、(3)得到疏水透气的PtCu纳米合金织物。
(5)将PtCu纳米合金织物作为压阻层，Au叉指电极作为底电极，用VHB胶带封装制成压阻传感器。
测试压阻传感器的响应范围在0-50kPa内，灵敏度为3.0-45kPa-1,响应时间在50-200ms，2μL水滴在其上的接触角为135°。
实施例7：
所述一种防水透气的柔性AuAgCu纳米合金压阻传感织物的制备方法:
(1)将1g十六胺包覆的铜纳米线分散在30mL水中形成均匀、稳定的铜纳米线墨水。
(2)将干净的棉织物浸渍到铜纳米线墨水中10min，取出后放置于60℃的烘箱中干燥30min，得到铜纳米线-棉织物。
(3)将铜纳米线-棉织物织物浸渍到盛有20mL，0.8mg/mL的硝酸银溶液中，将烧杯置于30℃的水浴锅中进行原位电置换反应60min,随后取出织物放在60℃烘箱中干燥10-20min,得到AgCu-1纳米合金织物，再将AgCu纳米合金电子织物浸渍到20mL，0.4mg/mL的氯金酸溶液中，将烧杯置于30℃的水浴锅中进行原位电置换反应60min,随后取出织物放在60℃烘箱中干燥10-20min,得到一次浸渍AuAgCu纳米合金织物。
(4)重复以上操作(2)、(3)得到疏水透气的AuAgCu纳米合金织物。
(5)将AuAgCu纳米合金织物作为压阻层，Au叉指电极作为底电极，用VHB胶带封装制成压阻传感器。
测试压阻传感器的响应范围在0-100kPa内，灵敏度为3.0-70kPa-1,响应时间在50-100ms，2μL水滴在其上的接触角为140°。
以一种或两种以上的金属纳米颗粒为主并附有少量铜纳米线的复合织物，金属纳米颗粒与铜纳米线构成了良好的导电网络，在兼具导电性的同时，还具备一定的疏水性。
实施例8
所述一种防水透气的柔性PtAgCu纳米合金压阻传感织物的制备方法:
(1)将1g十六胺包覆的铜纳米线分散在30mL水中形成均匀、稳定的铜纳米线墨水。
(2)将干净的棉织物浸渍到铜纳米线墨水中60min，取出后放置于50℃的烘箱中干燥60min，得到铜纳米线-棉织物。
(3)将铜纳米线-棉织物织物浸渍到盛有20mL，1.2mg/mL的硝酸银溶液中，将烧杯置于60℃的水浴锅中进行原位电置换反应30min,随后取出织物放在50℃烘箱中干燥30-40min,得到AgCu纳米合金织物，再将AgCu纳米合金电子织物浸渍到20mL，1mg/mL的氯铂酸溶液中，将烧杯置于60℃的水浴锅中进行原位电置换反应30min,随后取出织物放在50℃烘箱中干燥30-40min，得到一次浸渍PtAgCu纳米合金织物。
(4)重复以上操作(2)、(3)得到疏水透气的AuPtCu纳米合金织物。
(5)将AuPtCu纳米合金织物作为压阻层，Au叉指电极作为底电极，用VHB胶带封装制成压阻传感器。
测试压阻传感器的响应范围在0-50kPa内，灵敏度为3.0-60kPa-1,响应时间在60-150ms，2μL水滴在其上的接触角为137°。
实施例9
所述一种防水透气的柔性AuAgCu纳米合金压阻传感织物的制备方法:
(1)将1g十六胺包覆的铜纳米线分散在30mL水中形成均匀、稳定的铜纳米线墨水。
(2)将干净的棉织物浸渍到铜纳米线墨水中60min，取出后放置于30℃的烘箱中干燥60min，得到铜纳米线-棉织物。
(3)将铜纳米线-棉织物织物浸渍到盛有20mL，0.8mg/mL的硝酸银溶液中，将烧杯置于80℃的水浴锅中进行原位电置换反应120min,随后取出织物放在30℃烘箱中干燥30-40min,得到AgCu纳米合金织物，再将AgCu纳米合金电子织物浸渍到20mL，0.4mg/mL的氯金酸溶液中，将烧杯置于80℃的水浴锅中进行原位电置换反应120min,随后取出织物放在30℃烘箱中干燥30-40min,得到一次浸渍AuAgCu纳米合金织物。
(4)重复以上操作(2)、(3)得到疏水透气的AuAgCu纳米合金织物。
(5)将AuAgCu纳米合金织物作为压阻层，Au叉指电极作为底电极，用VHB胶带封装制成压阻传感器。
测试压阻传感器的响应范围在0-40kPa内，灵敏度为3-10.02kPa-1,响应时间在60-150ms，2μL水滴在其上的接触角为148°。
实施例10
所述一种防水透气的柔性AuAgCu纳米合金压阻传感织物的制备方法:
(1)将1g十六胺包覆的铜纳米线分散在30mL水中形成均匀、稳定的铜纳米线墨水。
(2)将干净的棉织物浸渍到铜纳米线墨水中60min，取出后放置于30℃的烘箱中干燥10min，得到铜纳米线-棉织物。
(3)将铜纳米线-棉织物织物浸渍到盛有20mL，0.8mg/mL的硝酸银溶液中，将烧杯置于80℃的水浴锅中进行原位电置换反应120min,随后取出织物放在80℃烘箱中干燥40-60min,得到AgCu纳米合金织物，再将AgCu纳米合金电子织物浸渍到20mL，0.4mg/mL的氯金酸溶液中，将烧杯置于80℃的水浴锅中进行原位电置换反应120min,随后取出织物放在80℃烘箱中干燥40-60min,得到一次浸渍AuAgCu纳米合金织物。
(4)重复以上操作(2)、(3)得到疏水透气的AuAgCu纳米合金织物。
(5)将AuAgCu纳米合金织物作为压阻层，Au叉指电极作为底电极，用VHB胶带封装制成压阻传感器。
测试压阻传感器的响应范围在0-30kPa内，灵敏度为0.1-8.05kPa-1,响应时间在60-150ms，2μL水滴在其上的接触角为150°。
本发明提供的柔性电子织物制备方法简单，反应条件温和，适用于大规模批量化制造；本发明所述的柔性传感织物具有优异的疏水性、透气性、可扭转变形性、可裁剪性还具备具备一定的耐酸耐碱耐盐性，其中水滴在织物表面最优接触角可达150°；本发明所述的压阻传感器，对于人体行为感应灵敏，结合牢固可被集成到织物里构建智能传感服装，用于实时监测人体各个部位(如手指、手腕、膝关节等)在潮湿环境下的运动情况。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备铜纳米线织物：
S11：将表面包覆疏水性配体的铜纳米线分散于去离子水中，形成铜纳米线墨水；
S12：将织物依次浸渍于丙酮、乙醇、去离子水中进行超声处理，烘干后将织物完全浸渍到所述铜纳米线墨水中，取出后干燥，获得铜纳米线织物；
S2：将所述铜纳米线织物浸渍于金属离子溶液中，进行电置换反应，所述电置换反应的温度为30-80℃；所述电置换反应的时间为10-120min；然后将电置换反应所得织物进行干燥；
S3：重复S2操作步骤，得到柔性纳米合金压阻传感织物。
2.根据权利要求1所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法，其特征在于，所述S11中，所述铜纳米线墨水的制备过程为：将二水合氯化铜、十六胺、葡萄糖溶解于去离子水中，在水浴环境下搅拌至充分溶解，将搅拌均匀后的溶液转移到反应釜中，将所述反应釜放置在真空干燥箱中进行反应；后将反应产物用去离子水进行清洗，离心、洗涤，得到铜纳米线的沉淀；将铜纳米线的沉淀分散于20-100mL去离子水中，得到十六胺包覆的铜纳米线墨水。
3.根据权利要求2所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法，其特征在于，所述水浴环境的温度为50℃；所述搅拌的时间为1-6h；所述真空干燥箱的温度为：80-150℃；所述反应的时间为：5-24h；所述离心的速率为：2000-6000rpm/min；所述离心的时间为：10-20min；所述洗涤的次数为：2-3次。
4.根据权利要求2所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法，其特征在于，所述十六胺的浓度为3-30mg/mL；所述铜纳米线的长度为50-130μm，所述铜纳米线的直径为30-220nm；所述铜纳米线墨水的浓度为0.5-5mg/mL。
5.根据权利要求1所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法，其特征在于，所述S12中，所述完全浸渍的时间为：5-60min；所述干燥的时间为：10-60min；所述干燥的温度为：30-60℃。
6.根据权利要求1所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法，其特征在于，所述S2中，金属离子溶液为氯金酸溶液、硝酸银溶液、氯铂酸溶液中的一种或多种任意比混合物。
7.根据权利要求1所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述金属离子溶液的浓度范围为0.5-4mg/mL。
8.根据权利要求1所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述干燥的温度为30-80℃；所述干燥的时间为10-60min。
9.采用权利要求1至8中任意一项所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物的制备方法得到的一种柔性纳米合金压阻传感织物。
10.采用权利要求9所述的一种柔性纳米合金压阻传感织物制备的压阻传感器，其特征在于，采用Au叉指电极作为底电极，所述柔性纳米合金压阻传感织物作为压阻层，用VHB胶带封装压阻层与叉指电极制作成压阻传感器。
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