技术摘要：
本发明涉及一种柔性传感器、碳黑/铂催化硅橡胶复合材料及其制备方法和应用。该方法包括1)将固态铂催化硅橡胶浸泡在与所述固态铂催化硅橡胶溶解度相似的第一有机溶剂中使之溶胀得到改性铂催化硅橡胶；2)将所述改性铂催化硅橡胶与碳黑溶液混合，所述碳黑溶液中的碳黑吸附  全部
背景技术：
随着现代社会对便携式可穿戴电子产品、可穿戴健康物联网、人机界面、软机器人 等的需求不断增加，柔性电子技术得到了广泛的研究，成为近年来最热门的研究领域之一。 其中，柔性可拉伸传感器是一种典型的柔性电子设备，与传统刚性传感器相比，其具有大应 变测量能力及良好的循环稳定性，其设计目的是附着在柔性目标物体上，以精确的方式测 量运动变形，在医疗健康，电子皮肤和人体运动监测等领域具有广泛的应用前景。 目前制备柔性可拉伸传感器的研究主要集中在利用导电材料与柔性高分子材料 相结合。各种导电材料，如碳黑(CB)、碳纳米管(CNTs)、石墨烯、纳米线(NWs)、纳米颗粒 (NPs)及其混合的微/纳米结构已经被研究用于制造柔性传感器。其中碳黑具有成本低、易 获得、导电性高、机械强度好、耐磨性好等优点，有利于实现高稳定性柔性传感器的量产，受 到了广泛的关注。如Zheng等人报道了一种采用溶液混合铸造方法，制备的聚二甲基硅氧烷 (PDMS)混合碳纳米管及碳黑导电纳米颗粒的复合应变传感器，该传感器测量因子(GF)为 4.36，可拉伸性可达300％(Zheng ,Y.,Li,Y.,Dai,K.,Wang ,Y.,Zheng ,G.,Liu,C.,&Shen, C.Compos.Sci.Technol.156,276-286(2018))；Lu等人展示了一种基于碳黑掺杂PDMS的高 灵敏度应变传感器，其GF高达29.1，可拉伸性为30％(Lu ,N .,Lu ,C .,Yang ,S .,&Rogers , J.A.Adv.Funct.Mater.22,4044-4050(2012))。然而，这些以往的研究大多难以同时实现高 拉伸性和高灵敏度的结合，且工艺较复杂，难以实现大规模生产，这是目前高性能柔性可拉 伸传感器面临的一大挑战。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：如何通过在改性铂催化橡胶的表面尽可能多的吸 附结合牢固且分布均匀的碳黑得到灵敏度高且可恢复应变大的碳黑/铂催化硅橡胶复合材 料。 为解决上述技术问题，本发明提出了一种柔性传感器、碳黑/铂催化硅橡胶复合材 料及其制备方法和应用。 一种碳黑/铂催化硅橡胶复合材料的制备方法，包括以下步骤： 1)将固态铂催化硅橡胶浸泡在能够使所述固态铂催化硅橡胶溶胀的第一有机溶 剂中得到改性铂催化硅橡胶； 2)将所述改性铂催化硅橡胶与碳黑溶液混合，所述碳黑溶液中的碳黑吸附至所述 改性铂催化硅橡胶上得到碳黑/铂催化硅橡胶复合材料。 进一步地，在步骤1)之前还包括将液态铂催化硅橡胶在含有磷元素的树脂模具中 3 CN 111592761 A 说　明　书 2/5 页 固化得到所述固态铂催化硅橡胶。树脂模具中含有磷元素使得出现“固态铂催化硅橡胶中 毒”，固态铂催化硅橡胶表面有不完全固化现象，提高了其粘附性，极大的增强了硅胶的表 面吸附能力，有利于后续吸附碳黑。 优选地，在步骤1)中，所述第一有机溶剂为甲苯；进一步地，在步骤1)中将固态铂 催化硅橡胶浸泡在所述甲苯中2-3.5h使之溶胀得到所述改性铂催化硅橡胶。 优选地，在步骤2)中，所述碳黑溶液由以下步骤得到：将碳黑加入到第二有机溶剂 中溶解，得到所述碳黑溶液。 更优选地，在步骤2)中，将碳黑加入到第二有机溶剂中溶解，之后加入水得到所述 碳黑溶液；所述碳黑溶液的浓度为2-3mg/ml，所述第二有机溶剂与所述水的体积比为1:4- 5；进一步地，所述第二有机溶剂为无水乙醇，异丙醇和甲基吡咯烷酮中的一种；所述第二有 机溶剂优选为甲基吡咯烷酮。 优选地，在步骤2)中，将所述改性铂催化硅橡胶与碳黑溶液混合，并搅拌2-4h，所 述碳黑溶液中的碳黑吸附至所述改性铂催化硅橡胶上得到碳黑/铂催化硅橡胶复合材料。 优选地，将所述液态铂催化硅橡胶在含有磷元素的树脂模具中固化之前还包括： 将所述液态铂催化硅橡胶抽真空，去除所述液态铂催化硅橡胶中的气泡。 本发明还提出上述制备方法制备得到的碳黑/铂催化硅橡胶复合材料。 此外，本发明还包括一种柔性传感器，包括上述碳黑/铂催化硅橡胶复合材料，所 述柔性传感器通过在碳黑/铂催化硅橡胶复合材料两端组装电极及导线制得。 此外，本发明还包括上述碳黑/铂催化硅橡胶复合材料在可穿戴柔性电子器件中 的应用。 本发明与现有技术对比的有益效果包括：将固态铂催化硅橡胶浸泡在能够使所述 固态铂催化硅橡胶溶胀的第一有机溶剂中使之溶胀得到改性铂催化硅橡胶，表面平整的铂 催化橡胶吸附碳黑，碳黑会在铂催化橡胶的表面发生团聚影响其灵敏度，改性铂催化橡胶 具有褶皱及凸起等微纳结构，能够有效避免碳黑在改性铂催化橡胶的表面发生团聚，碳黑 在改性铂催化橡胶的表面分布均匀，溶胀后的改性铂催化橡胶体积变大比表面积也相应增 大能够吸附更多的碳黑，改性铂催化橡胶的界面结合力增强，吸附后的碳黑在其表面结合 牢固不容易脱落，从而通过在改性铂催化橡胶的表面尽可能多的吸附结合牢固且分布均匀 的碳黑得到灵敏度高且可恢复应变大的碳黑/铂催化硅橡胶复合材料，该碳黑/铂催化硅橡 胶复合材料的灵敏度高达18.7，可恢复应变高达500％。 本发明与现有技术相比，具有高灵敏度(GF达18.7)、高拉伸性能(ε达500％)、良好 稳定性、制备工艺简单和生产成本低廉等优点，容易实现批量生产，可广泛应用于运动监测 的可穿戴柔性电子器件。 附图说明 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理 解为对本发明进行任何限制，在附图中： 图1为本发明提出的碳黑/铂催化硅橡胶复合材料的制备方法的流程图。 图2为实施例1制备得到的碳黑/铂催化硅橡胶复合材料柔性传感器的拉伸示意 图。 4 CN 111592761 A 说　明　书 3/5 页 图3为实施例1制备得到的电碳黑/铂催化硅橡胶复合材料的SEM图。 图4为实施例1制备得到的碳黑/铂催化硅橡胶复合材料柔性传感器的相对电阻变 化-应变曲线图。 图5为实施例1制备得到的碳黑/铂催化硅橡胶复合材料柔性传感器在150％应变 循环加载下的相对电阻变化-循环曲线图。