本發(fā)明屬于柔性傳感材料，涉及自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料，還涉及自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料的制備方法。

背景技術：

1、隨著信息技術的發(fā)展，柔性電子器件作為可穿戴電子設備能夠緊密貼合在人體皮膚表面，在保證信號采集準確性的同時提升穿著舒適度，在健康監(jiān)測、疾病診療和人機交互等領域具有廣泛的應用。柔性傳感材料作為可穿戴電子設備的核心部件，可實現(xiàn)對外界信號的感知并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出從而實現(xiàn)監(jiān)測、感應等功能。

2、棉織物因其來源廣泛、優(yōu)異的設計靈活性與透氣性等優(yōu)點在柔性傳感材料領域中迅速發(fā)展，棉織物基傳感材料的研究激增，然而棉織物固有的空隙結(jié)構、粗糙的纖維表面特性以及親水性等微觀特征使其易滋生細菌產(chǎn)生生物膜，影響棉織物基傳感材料的輸出性能。現(xiàn)有的抗菌策略包括負載抗生素、金屬或有機殺菌劑以及光動力療法和光熱療法等雖然可以實現(xiàn)細菌的根除，然而這些方法依賴于生化試劑易引入細菌耐藥性問題，或者受到外部能源消耗的限制，因此急需賦予棉織物基傳感材料有效的抗菌途徑，確保其耐久性輸出。

3、申請公布號為cn115852696a在2023.3.28公開了一種可穿戴柔性傳感材料的制備方法，以柔性棉紗布為載體，將聚乙烯醇(pva)水凝膠包覆在柔性棉紗布上，采用氣相聚合法在織物基柔性基底上合成聚苯胺(pani)，制備出多種用途的柔性傳感材料。雖然以棉織物為基體制得柔性傳感材料，但依然沒有解決長效抗菌的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一個目的是提供自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料的制備方法，解決了現(xiàn)有技術中存在的棉織物基傳感材料無法長效抗菌的問題。

2、本發(fā)明的另一目的提供自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料。

3、本發(fā)明所采用的技術方案是，自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料的制備方法，具體按照以下步驟實施：

4、步驟1、制備銅離子棉織物；

5、步驟2、制備氨基化氮化硼納米片；

6、步驟3、制備棉織物基壓電傳感材料：將銅離子棉織物浸漬于含有dmf的氨基化氮化硼納米片的混合溶液中，充分吸附后取出烘干。

7、本發(fā)明的特點還在于：

8、步驟1的具體步驟為：

9、步驟1-1、棉織物經(jīng)過去離子水洗滌后，完全浸漬于cu(ii)飽和naoh溶液中6h~12h；

10、cu(ii)飽和naoh溶液的制備方法為：先取naoh溶解于去離子水中，制備濃度為0.05g/ml~0.25g/ml的naoh溶液；然后按質(zhì)量份計，將5~10份的銅線浸入50~100份上述naoh溶液中，保持其靜止，直至溶液的藍色穩(wěn)定，得到cu(ii)飽和naoh溶液。

11、步驟1-2、將浸泡后的棉織物用去離子水多次清洗直至廢水的ph值降至7；

12、步驟1-3、在30℃~50℃下干燥18h~24h，得到銅離子棉織物。

13、步驟2的具體步驟如下：

14、步驟2-1、制備氨基化氮化硼混合分散液；

15、混合分散液的制備方法為：按質(zhì)量份數(shù)計，稱取4~8份的六方氮化硼和80~120份的尿素，將兩者預混后再加入100~150份去離子水，超聲6h~8h后得到。

16、步驟2-2、將混合分散液進行抽濾，除去濾液，得到濾餅；

17、抽濾的設備為循環(huán)水式真空泵。

18、步驟2-3、將濾餅放于50℃~60℃烘箱烘干3h~4h，干燥后得到氨基化氮化硼納米片。

19、步驟3的具體步驟如下：

20、步驟3-1、按質(zhì)量份數(shù)計，取上述制備的氨基化氮化硼納米片粉末2~4份分散于100~150份的濃度為4%的n,n-二甲基甲酰胺溶液中；

21、步驟3-2、將步驟1中制得的銅離子棉織物置于上述混合溶液中；

22、步驟3-3、加入1~3份濃度為98%的粘合劑三氟氯硅烷，在30℃~50℃下磁力加熱2h~3h；

23、步驟3-4、使用濃度為98%的乙醇洗滌至廢液的ph值降至7，在50℃~60℃干燥18h~24h后得到棉織物基壓電傳感材料。

24、本發(fā)明所采用的另一種技術方案是，自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料，包括柔性基底，柔性基底表面和內(nèi)部孔隙附著有敏感功能層，柔性基底為棉織物，敏感功能層為氨基化氮化硼納米片，采用上述制備方法制得。

25、本發(fā)明的有益效果是：

26、本發(fā)明的目的是提供自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料及其制備方法，在壓電效應的驅(qū)動下，為棉織物基傳感材料賦予了一種自供能且可以避免細菌耐藥性問題的高效抗菌途徑，這種材料因為同時具備抗菌和傳感功能，又結(jié)合了棉織物的親膚性能，因此可以應用于醫(yī)療健康、可穿戴設備、公共衛(wèi)生等多個領域。

技術特征：

1.自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

2.根據(jù)權利要求1所述的自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1的具體步驟為：

3.根據(jù)權利要求2所述的自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料的制備方法，其特征在于，步驟1-1中所述cu(ii)飽和naoh溶液的制備方法為：

4.根據(jù)權利要求1所述的自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2的具體步驟如下：

5.根據(jù)權利要求4所述的自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料的制備方法，其特征在于，步驟2-1中所述混合分散液的制備方法為：按質(zhì)量份數(shù)計，稱取4~8份的六方氮化硼和80~120份的尿素，將兩者預混后再加入100~150份去離子水，超聲6h~8h后得到。

6.根據(jù)權利要求4所述的自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料的制備方法，其特征在于，步驟2-2中所述抽濾的設備為循環(huán)水式真空泵。

7.根據(jù)權利要求1所述的自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3的具體步驟如下：

8.自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料，其特征在于，包括柔性基底，所述柔性基底表面和內(nèi)部孔隙附著有敏感功能層，所述柔性基底為棉織物，所述敏感功能層為氨基化氮化硼納米片，采用如權利要求1-7任意一項所述方法制備得到。

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了自供能抗菌型棉織物基壓電傳感材料及其制備方法，包括以下步驟：步驟1、制備銅離子棉織物；步驟2、制備氨基化氮化硼納米片；步驟3、制備棉織物基壓電傳感材料：將銅離子棉織物浸漬于含有DMF的氨基化氮化硼納米片的混合溶液中，充分吸附后取出烘干。本發(fā)明在壓電效應的驅(qū)動下，為棉織物基傳感材料賦予了一種自供能且可以避免細菌耐藥性問題的高效抗菌途徑，這種材料因為同時具備抗菌和傳感功能，又結(jié)合了棉織物的親膚性能，因此可以應用于醫(yī)療健康、可穿戴設備、公共衛(wèi)生等多個領域。

技術研發(fā)人員：呂斌,雷興安,高黨鴿,王芳行,陸建華,賈張婷
受保護的技術使用者：陜西科技大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15