CN115612757A - 一种皮革皮肤及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种皮革皮肤及其制备方法和应用，所述皮革皮肤包括皮革和离子液体凝胶；所述离子液体凝胶设置于皮革表面及内部。本发明所述皮革皮肤不仅具有稳定的离子导电性和优异的传感性能，还具有优异的柔韧性和力学强度，机械性能优异，基于所述皮革皮肤能够形成的人机交互性优异的可穿戴设备。

Description

一种皮革皮肤及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及仿生材料技术领域，尤其涉及一种皮革皮肤及其制备方法和应用。
背景技术
皮肤是使用离子和分子而不是电子来感知外部刺激。自从2021年的诺贝尔生理或医学奖授予揭晓“神经细胞如何感知温度和触碰”的科学家，已经涌现出了一大批模仿生物传感机制的离子导电柔性材料，以复制拓扑结构并实现类似于人类皮肤的触觉感知功能。皮革作为一种历史悠久的绿色服装材料，由于继承了天然皮肤的优异特性，如柔韧性、耐用性、生物相容性和透气性，引起了可穿戴电子产品的极大兴趣。皮革是取之于皮，假使赋予皮革类似皮肤的离子导电性，对于其恢复真皮的智能性将具有引领性作用，但是，离子导电皮革皮肤仿生材料却是鲜见报道。
CN202643709U公开一种导电皮革，其公开的皮革包括皮革基层，该皮革基层外表面涂敷的聚苯胺导电膜。赋予皮革的表面导电性，使皮革成为电磁波吸收层；由于皮革是一种多孔材料，将会有更多电磁波到达皮革内部，同时在皮革表面压制特定图样，入射电磁波经皮革反射时产生漫反射。以上几种机构能够同时发生作用，达到抗电磁辐射，保护人体健康的目的。
CN110957058A公开了一种导电皮革制备方法，采用石墨、过渡金属离子Mn+、天然皮革、聚氨酯等为原料，过渡金属离子为桥连剂实现了还原氧化石墨烯与皮革胶原纤维有机结合，并以聚氨酯为支撑体，合成具有还原氧化石墨烯导电网络结构的导电皮革。
皮革胶原纤维簇组成的三维(3D)分层结构为导电填料留下了丰富的探索空间。目前，皮革实现导电性常用方法是加入无机导电填料(碳黑、碳纳米管、银线)或者有机导电填料(聚苯胺、聚吡咯)以形成导电皮革。然而，分层结构中导电填料有限的分散性和分离导电域，严重阻碍了导电填料形成导电网络的稳定性。
综上所述，开发一种兼具优异离子导电性能、结构稳定性和传感性能的皮革皮肤是至关重要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种皮革皮肤及其制备方法和应用，所述皮革皮肤不仅具有稳定的离子导电性和优异的传感性能，还具有优异的柔韧性和力学强度，机械性能优异，基于所述皮革皮肤能够形成的人机交互性优异的可穿戴设备。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种皮革皮肤，所述皮革皮肤包括皮革和离子液体凝胶；
所述离子液体凝胶设置于皮革表面及内部。
本发明中，所述皮革皮肤为一种原位自触发离子液体凝胶的离子导电皮革。所述离子液体凝胶具有适合在皮革基质中连续互穿的多种性能，包括离子导电性、自修复性、粘附性、拉伸性、机械恢复性和成型性。这种互穿为离子传输提供了连续的网络结构和强的界面相互作用，使所述皮革皮肤作为传感器时能快速稳定的响应耦合，并具有高离子电导率、机械性和宽温度耐受性等突出的综合性能。
除此之外，将几何柔顺且坚韧的离子液体凝胶均匀分布在皮革中胶原纤维的分层结构中，能够增强其机械韧性；同时，离子液体凝胶与皮革基体之间具有牢固且无缝的捆绑界面，以满足协同变形和离子迁移。
综上，所述皮革皮肤不仅具有稳定的离子导电性和优异的传感性能，还具有优异的柔韧性和力学强度，机械性能优异，基于所述皮革皮肤能够形成的人机交互性优异的可穿戴设备。
优选地，所述离子液体凝胶的制备原料包括单体、交联剂、引发剂、纳米催化剂和离子液体。
本发明以单体、交联剂、引发剂、纳米催化剂和离子液体为制备原料，形成的离子液体凝胶避免了使用水凝胶影响导电和热稳定性，从而影响传感性能和使用寿命的缺陷。
优选地，所述纳米催化剂包括液态金属、稳定剂和溶剂。
本发明中，所述纳米催化剂包括液态金属、稳定剂和溶剂，为稳定剂包覆液态金属的核壳结构，所述纳米催化剂能够降低自由基聚合的活化能，可在室温下原位、快速引发离子液体在皮革基质中形成凝胶，克服溶胶-凝胶的可逆转变，赋予离子液体凝胶在外部环境中的结构稳定性(温度的变化)；而且，均匀分散的高分子网络不仅为离子导体提供了三维连续传输途径，而且与皮革中胶原纤维的多重键合实现了稳定的界面相互作用，赋予皮革/离子液体凝胶良好的离子导电性，利于形成综合性能优异的皮革皮肤。
优选地，所述液态金属在所述纳米催化剂中的质量百分数为0.1％-20％，例如0.5％、1％、2％、4％、6％、8％、10％、12％、14％、16％、18％等。
优选地，以所述液态金属的总质量为100％计，所述稳定剂的质量百分数为0.1％-10％，例如0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％等。
优选地，以所述离子液体凝胶的制备原料的总质量为100％计，所述单体的质量百分数为10％-60％，例如20％、30％、40％、50％、60％等。
优选地，以所述单体的总质量为100％计，所述引发剂的质量百分数为0.01％-10％，例如0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％等。
优选地，以所述单体的总质量为100％计，所述交联剂的质量百分数为0.01％-10％，例如0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％等。
优选地，以所述单体的总质量为100％计，所述纳米催化剂的质量百分数为0.05％-1％，例如0.05％、0.1％、0.15％、0.25％、0.45％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％等。
优选地，以所述离子液体凝胶的制备原料的总质量为100％计，所述离子液体的质量百分数为10％-85％，例如20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％等。
优选地，所述液态金属包括镓铟液态金属合金。
优选地，所述稳定剂包括儿茶素、丹宁、多巴胺、乙醇或海藻酸钠中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：儿茶素和丹宁的组合，多巴胺、乙醇和海藻酸钠的组合，儿茶素、丹宁、多巴胺和乙醇的组合，儿茶素、丹宁、多巴胺、乙醇和海藻酸钠的组合等。
优选地，所述单体包括中性单体、酸性单体或碱性单体中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：中性单体和酸性单体的组合，酸性单体和碱性单体的组合，中性单体、酸性单体和碱性单体的组合等。
优选地，所述中性单体包括丙烯酰胺、丙烯酰胺衍生物或N-乙烯基吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：丙烯酰胺和丙烯酰胺衍生物的组合，丙烯酰胺衍生物和N-乙烯基吡咯烷酮的组合，丙烯酰胺、丙烯酰胺衍生物和N-乙烯基吡咯烷酮的组合等。
优选地，所述丙烯酰衍生物包括N-异丙基丙烯酰胺和/或N-[(3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺。
优选地，所述酸性单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸或3,3-二甲基丙烯酸丙烯酸中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：丙烯酸和甲基丙烯酸的组合，甲基丙烯酸和甲基丙烯酸的组合，丙烯酸、甲基丙烯酸、3,3-二甲基丙烯酸的组合等。
优选地，所述碱性单体包括氨烷基丙烯酸衍生物和/或烯基吡啶。
优选地，所述氨烷基丙烯酸衍生物包括甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸2-叔丁氨基乙酯中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和甲基丙烯酸二乙氨基乙酯的组合，甲基丙烯酸二乙氨基乙酯和甲基丙烯酸2-叔丁氨基乙酯的组合，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯和甲基丙烯酸2-叔丁氨基乙酯的组合等。
优选地，所述烯基吡啶包括2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：2-乙烯基吡啶和3-乙烯基吡啶的组合，3-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡啶的组合，2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡啶的组合等。
优选地，所述引发剂包括无机过氧化物引发剂和/或氧化还原引发剂。
优选地，所述无机过氧化物引发剂包括硫酸盐类引发剂。
优选地，所述硫酸盐类引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：过硫酸钾和过硫酸钠的组合，过硫酸钠和过硫酸铵的组合，过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵的组合等。
优选地，所述氧化还原引发剂包括过氧化苯甲酰/蔗糖、叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺、过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰/N,N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁或异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：过氧化苯甲酰/蔗糖和叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠的组合，过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺、过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠和过氧化氢/酒石酸的组合，过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁和过氧化苯甲酰/N,N-二乙基苯胺的组合，过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁和异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺的组合等。
其中，过氧化苯甲酰/蔗糖指的是过氧化苯甲酰和蔗糖的组合，其余类似的表述同理。
优选地，所述交联剂包括亚甲基二丙烯酰胺和/或乙二醇二甲基丙烯酸。
优选地，所述离子液体包括酸功能化离子液体、碱功能化离子液体或中性离子液体中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：酸功能化离子液体和碱功能化离子液体的组合，碱功能化离子液体和中性离子液体的组合，酸功能化离子液体、碱功能化离子液体和中性离子液体的组合等。
优选地，所述酸功能化离子液体包括1-丁磺酸基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、吡啶丁烷磺酸硫酸氢盐或1-甲基-3-羧甲基咪唑硫酸氢盐中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：1-丁磺酸基-3-甲基咪唑硫酸氢盐和吡啶丁烷磺酸硫酸氢盐的组合，吡啶丁烷磺酸硫酸氢盐和1-甲基-3-羧甲基咪唑硫酸氢盐的组合，1-丁磺酸基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、吡啶丁烷磺酸硫酸氢盐和1-甲基-3-羧甲基咪唑硫酸氢盐的组合等。
优选地，所述碱功能化离子液体包括三甲基羟乙基胺咪唑盐、1-胺乙基-3-甲基咪唑盐或十四烷基三己基膦辛酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述中性离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐、氯代1-丁基-3-甲基咪唑或1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述皮革包括合成皮革、羊皮、牛皮或猪皮中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：羊皮和牛皮的组合，牛皮和猪皮的组合，合成皮革、羊皮、牛皮和猪皮的组合等。
优选地，以所述皮革的总质量为100％计，所述离子液体凝胶的制备原料的质量百分数为100％-1400％，例如200％、400％、600％、800％、1000％、1200％等。
本发明中，控制离子液体凝胶的制备原料和皮革的质量比，原因在于得到优异力学和电学性能的皮革皮肤，皮革质量一定的条件下，离子液体凝胶的制备原料添加量太多会导致皮革皮肤力学性能下降；添加量太低会导致难以形成均匀连续的导电域。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的皮革皮肤的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将离子液体凝胶预聚液分散至皮革中，再将离子液体凝胶预聚液进行原位成胶，得到所述皮革皮肤。
优选地，所述分散的方式包括滴加、喷涂或旋涂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述原位成胶的温度为15-35℃，例如16℃、18℃、20℃、22℃、24℃、26℃、28℃、30℃、32℃、34℃等
本发明中，所述纳米催化剂可降低凝胶化中自由基聚合的活化能，室温下即可实现原位成胶。
优选地，所述离子液体凝胶预聚液的制备方法包括如下步骤：将单体、交联剂、引发剂、纳米催化剂和离子液体混合均匀，得到所述离子液体凝胶预聚液。
优选地，所述纳米催化剂的制备方法包括如下步骤：将液态金属和稳定剂分散于溶剂中，得到所述纳米催化剂。
第三方面，本发明提供一种第一方面所述的皮革皮肤在人机交互中的应用。
第四方面，本发明提供一种应变传感器，所述应变传感器包括第一方面所述的皮革皮肤。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述皮革皮肤不仅具有稳定的离子导电性和优异的传感性能，还具有优异的柔韧性和力学强度，机械性能优异。
(2)本发明所述皮革皮肤可作为应变传感器用于人机交互中，基于所述皮革皮肤能够形成的人机交互性优异的可穿戴设备，以仿生手套为例，可灵活控制机械手，传感性能优异，能实现较好的人机交互。
附图说明
图1a是实施例4-5和对比例1所述的皮革皮肤的拉伸应力-应变曲线；
图1b是实施例4-5和对比例1所述的皮革皮肤的拉伸杨氏模量和韧性柱状图；
图1c是实施例4-5和对比例1所述的皮革皮肤的拉伸断裂应变柱状图；
图1d是实施例4-5和对比例1所述的皮革皮肤的拉伸断裂强度柱状图；
图2a是实施例4所述皮革皮肤电导率随时间的变化；
图2b是实施例4所述皮革皮肤在20-90℃温度范围内的稳定性；
图3a是实施例4所述皮革皮肤的应变-相对电阻变化率；低应变、中应变和高应变状态的灵敏度(GF)；
图3b是实施例4所述皮革皮肤的循环拉伸应变为10％，20％，30％，40％，50％的时间-相对电阻变化率的响应曲线；
图4a是实施例4所述皮革皮肤在相同拉伸应变10％，连续5次循环拉伸频率(0.006-0.1Hz)对相对电阻变化率的影响；
图4b是实施例4所述皮革皮肤在压缩应变10％，连续20次循环压缩的时间-相对电阻变化率；
图5是应用例所述的仿生手套的实物图；
图6是应用例所述的与机器人交互过程中恢复其原始状态实物照片；
其中，1-分压电阻；2-stm32核心板；3-伺服电机电源和伺服电机信号；4-WiFi模块。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种皮革皮肤，所述皮革皮肤包括皮革和离子液体凝胶；所述离子液体凝胶设置于皮革表面及内部。
所述皮革皮肤由如下方法制备，所述制备方法包括如下步骤：
(1)纳米催化剂的制备：将2g镓铟合金与0.02g单宁分散在80g水中，超声0.2min，离心3次，得到纳米催化剂；
(2)离子液体凝胶预聚液的制备：将15g 4-乙烯基吡啶、0.01g过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺、0.029g亚甲基二丙烯酰胺、0.05g纳米催化剂、加入1.5g 1-丁磺酸基-3-甲基咪唑硫酸氢盐中，混合均匀，得到离子液体凝胶预聚液；
(3)皮革皮肤的制备：将7g离子液体凝胶预聚液均匀分散进1g皮革基体，通过纳米催化剂在室温下原位触发离子液体凝胶预聚液，使其在皮革胶原纤维簇表面成胶，得到皮革皮肤。
实施例2
本实施例提供一种皮革皮肤，所述皮革皮肤包括皮革和离子液体凝胶；所述离子液体凝胶设置于皮革表面及内部。
所述皮革皮肤由如下方法制备，所述制备方法包括如下步骤：
(1)纳米催化剂的制备：将10g镓铟合金和0.5g多巴胺分散在50g水中，超声30min，离心5次，得到纳米催化剂；
(2)离子液体凝胶预聚液的制备：将10g甲基丙烯酸、0.27g异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、0.5g聚乙二醇二丙烯酸酯，0.75g纳米催化剂、加入40g三甲基羟乙基胺咪唑盐中，混合均匀，得到离子液体凝胶预聚液；
(3)皮革皮肤的制备：将30g离子液体凝胶预聚液均匀分散进2g皮革基体，通过纳米催化剂在室温下原位触发离子液体凝胶预聚液，使其在皮革胶原纤维簇表面成胶，得到皮革皮肤。
实施例3
本实施例提供一种皮革皮肤，所述皮革皮肤包括皮革和离子液体凝胶；所述离子液体凝胶设置于皮革表面及内部。
所述皮革皮肤由如下方法制备，所述制备方法包括如下步骤：
(1)纳米催化剂的制备：将3g镓铟合金和0.2g乙醇分散在50g水中，超声60min，离心2次，得到纳米催化剂；
(2)离子液体凝胶预聚液的制备：将10g异丙基丙烯酰胺、0.05g过硫酸钾/硝酸银，0.45g聚乙二醇二丙烯酸酯，0.45g液态金属纳米催化剂、加入1g 1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐中，混合均匀，得到离子液体凝胶预聚液；
(3)皮革皮肤的制备：将10g离子液体凝胶预聚液均匀分散进1.6g皮革基体，通过纳米催化剂在室温下原位触发预聚液，使其在皮革胶原纤维簇表面成胶，得到皮革皮肤。
实施例4
本实施例提供一种皮革皮肤，所述皮革皮肤包括皮革和离子液体凝胶；所述离子液体凝胶设置于皮革表面及内部。
所述皮革皮肤由如下方法制备，所述制备方法包括如下步骤：
(1)液态金属分散液的制备：将1g镓铟合金和0.1g儿茶素加入40g水中，超声45min，离心3次，得到纳米催化剂；
(2)离子液体凝胶预聚液的制备：将5.73g丙烯酸，0.028g过硫酸铵，0.06g聚乙二醇二丙烯酸酯，0.5g纳米催化剂加入15g 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中，混合均匀，得到离子液体凝胶预聚液；
(3)皮革皮肤的制备：将14g离子液体凝胶预聚液均匀分散进1g皮革基体，通过纳米催化剂在室温下原位触发预聚液，使其在皮革胶原纤维簇表面成胶，得到皮革皮肤。
实施例5
本实施例与实施例5的区别在于：步骤(3)中，所述离子液体凝胶预聚液的质量为7g，其余均与实施例5相同。
对比例1
本对比例与实施例5的区别在于：步骤(3)中，所述离子液体凝胶预聚液的质量为0g，其余均与实施例5相同。
性能测试
将实施例1-5和对比例1所述皮革皮肤进行如下测试：
(1)力学性能：根据拉伸强度和拉伸应变进行表征；
力学性能的测试在装配有最大量程为3kN传感器的拉伸机上进行。准静态拉伸均以100mm/min速率进行测试。
①将样品在冲压机上经模具切割成标准的哑铃形状(35×2×12mm)。
②将哑铃形样品置于拉力机夹头上，保证样品自然垂直并且无预先拉伸
③上部夹具匀速拉伸，直至失效断裂，记录过程中拉伸力和位移，并转化为拉伸应力-应变曲线。
力学稳定性的测试
使用万能试验机加载到一个预定的应变，然后立即以100mm/min的恒定速率卸载至应力为零，连续循环拉伸次数得到各样品的加载-卸载曲线。
外部环境中随着温度变化，不会影响其力学性能。
(2)结构稳定性：连续循环拉伸次数进行表征；；
(3)导电性：通过离子电导率进行表征。
测试结果汇总于图1-图6中。
图1a-图1d是离子液体凝胶与皮革的比例量对所述皮革皮肤力学性能的影响，分析图1a可知，对比例1的性能不如实施例4和5，证明本发明所述的皮革皮肤具有更好的拉伸强度；分析图1b可知，对比例1的性能不如实施例4和5，证明本发明所述的皮革皮肤具有更好的拉伸杨氏模量和韧性；分析图1c可知，对比例1的性能不如实施例4和5，证明本发明所述的皮革皮肤具有更高的拉伸断裂应变；分析图1d可知，对比例1的性能不如实施例4和5，证明本发明所述的皮革皮肤具有更高的拉伸断裂强度。
分析图2a可知，本发明所述皮革皮肤电导率随时间的变化稳定，插图显示皮革皮肤作为导线可以点亮“L-SKIN”组合LED灯。
分析图2b可知，本发明所述皮革皮肤在20-90℃温度范围内的稳定性良好。
分析图3a可知，本发明所述皮革皮肤在低应变、中应变和高应变状态的灵敏度(GF)均较好。
分析图3b可知，本发明所述皮革皮肤在不同的循环拉伸应变下，相对电阻变化率的响应曲线变化不明显，而且响应较快，在10％的应变下，响应时间在100s内，50％的应变下，响应时间在800s以内。
分析图4a可知，本发明所述皮革皮肤在相同拉伸应变10％，连续5次循环拉伸频率(0.006-0.1Hz)对相对电阻变化率较为稳定。
分析图4b可知，本发明所述皮革皮肤在压缩应变10％，连续20次循环压缩的时间-相对电阻变化率较为稳定。
应用例
本应用例提供一种仿生手套，其示意图如图5所示，所述仿生手套由电连接的仿生手套本体、机械手、分压电阻1、stm32核心板2、伺服电机电源和伺服电机信号3和WiFi模块4组成。
所述仿生手套的五个手指的制备原料为实施例4所述皮革皮肤，手掌的制备原料为实施例4中使用的皮革；
所述机械手为uHand2.0仿生机械手掌。图6是应用例所述的与机器人交互过程中恢复其原始状态实物照片，由图6可以看出，本发明所述的仿生手套能够实现良好的人机交互。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种皮革皮肤，其特征在于，所述皮革皮肤包括皮革和离子液体凝胶；
所述离子液体凝胶设置于皮革表面及内部。
2.根据权利要求1所述的皮革皮肤，其特征在于，所述离子液体凝胶的制备原料包括单体、交联剂、引发剂、纳米催化剂和离子液体；
优选地，所述纳米催化剂包括液态金属、稳定剂和溶剂；
优选地，所述液态金属在所述纳米催化剂中的质量百分数为0.1％-20％；
优选地，以所述液态金属的总质量为100％计，所述稳定剂的质量百分数为0.1％-10％。
3.根据权利要求2所述的皮革皮肤，其特征在于，以所述离子液体凝胶的制备原料的总质量为100％计，所述单体的质量百分数为10％-60％；
优选地，以所述单体的总质量为100％计，所述引发剂的质量百分数为0.01％-10％；
优选地，以所述单体的总质量为100％计，所述交联剂的质量百分数为0.01％-10％；
优选地，以所述单体的总质量为100％计，所述纳米催化剂的质量百分数为0.05％-1％；
优选地，以所述离子液体凝胶的制备原料的总质量为100％计，所述离子液体的质量百分数为10％-85％。
4.根据权利要求2或3所述的皮革皮肤，其特征在于，所述液态金属包括镓铟液态金属合金；
优选地，所述稳定剂包括儿茶素、丹宁、多巴胺、乙醇或海藻酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求2-4任一项所述的皮革皮肤，其特征在于，所述单体包括中性单体、酸性单体或碱性单体中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述中性单体包括丙烯酰胺、丙烯酰胺衍生物或N-乙烯基吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述丙烯酰衍生物包括N-异丙基丙烯酰胺和/或N-[(3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯酰胺；
优选地，所述酸性单体包括丙烯酸甲基丙烯酸、甲基丙烯酸或3,3-二甲基丙烯酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述碱性单体包括氨烷基丙烯酸衍生物和/或烯基吡啶；
优选地，所述氨烷基丙烯酸衍生物包括甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯或甲基丙烯酸2-叔丁氨基乙酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述烯基吡啶包括2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶或4-乙烯基吡啶中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述引发剂包括无机过氧化物引发剂和/或氧化还原引发剂；
优选地，所述无机过氧化物引发剂包括硫酸盐类引发剂；
优选地，所述硫酸盐类引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述氧化还原引发剂包括过氧化苯甲酰/蔗糖、叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰/N,N-二甲基苯胺、过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰/N,N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁或异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述交联剂包括亚甲基二丙烯酰胺和/或乙二醇二甲基丙烯酸；
优选地，所述离子液体包括酸功能化离子液体、碱功能化离子液体或中性离子液体中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5任一项所述的皮革皮肤，其特征在于，所述皮革包括合成皮革、羊皮、牛皮或猪皮中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，以所述皮革的总质量为100％计，所述离子液体凝胶的制备原料的质量百分数为100％-1400％。
7.一种权利要求1-6任一项所述的皮革皮肤的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
将离子液体凝胶预聚液分散至皮革中，再将离子液体凝胶预聚液进行原位成胶，得到所述皮革皮肤。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述原位成胶的温度为15-35℃；
优选地，所述离子液体凝胶预聚液的制备方法包括如下步骤：将单体、交联剂、引发剂、纳米催化剂和离子液体混合均匀，得到所述离子液体凝胶预聚液；
优选地，所述纳米催化剂的制备方法包括如下步骤：将液态金属和稳定剂分散于溶剂中，得到所述纳米催化剂。
9.一种权利要求1-6任一项所述的皮革皮肤在人机交互中的应用。
10.一种应变传感器，其特征在于，所述应变传感器包括权利要求1-6任一项所述的皮革皮肤。
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