一种制备柔性透气性导电织物的方法、导电织物及其在制备多模态生理信号监测传感器中的应用

本发明属于柔性生物医疗，具体涉及到一种制备柔性透气性导电织物的方法、导电织物及其在制备多模态生理信号监测传感器中的应用。

背景技术：

1、近年来，随着柔性电子技术在轻便、便携、符合人体工程学和舒适性等方面的显著优势得以彰显，可穿戴传感器在微型电子技术的不断进步以及公众健康意识的提升下，迅速发展。这些传感器通过对人体物理和生理信号的实时、连续监测，为健康状况评估、疾病诊断和治疗提供了极其重要的信息。在此背景下，对人体的物理与生理信号进行实时监测的需求驱使着一种微型化、便携化的传感器的迫切发展。相较于采用刚性硅材料制造的传统传感器，柔性可穿戴传感器在监测各类生理信号方面表现出了显著的优越性，涵盖表皮压力、应变、振动、体温以及生物电信号，例如心电信号(ecg)、肌电信号(emg)、脑电信号(eeg)等。

2、现有的柔性可穿戴传感器主要以电极为主，这种电生理传感器需要较高的电导率以及能与皮肤共形接触，以确保能准确检测生物电信号。但现有电极存在着易造成皮肤过敏以及透气性差等缺点。此外，考虑到人体生理信号的复杂性，为了准确评估健康状况，通常需要同时获取多种信息。这促使着可穿戴传感器必须具备多种功能。因此，多功能的柔性可穿戴传感器正备受越来越多的关注。这类传感器主要以柔性压力传感器为主，例如通过将导电聚合物与织物结合形成柔性压力传感器等。与传统电极材料不同，这种多功能传感器通常需要具备一定的导电性，用于传输或接收信号，但其导电性主要体现在织物基材与导电层的良好结合上，使得导电层在织物表面保持均匀分布和稳定。因此，相较于电极，这种多功能传感器往往具备透气性良好、功能多样、耐用舒适等优点。尽管已有多种多功能传感器的报道，但这些传感器多数需要通过复杂的制备工艺进行制造，必须配备复杂的设备，例如柔性基板、导电电极层、有源传感层等。此外，这些传感器往往涉及复杂的材料系统，包括表面改性、分子相互作用、化学合成等，以及多种成分，例如mxene、碳纳米管(cnt)、银纳米线(agnws)等，这些因素都制约了它们的大规模部署和广泛应用。因此，亟需开发一种能够良好平衡多功能性与简易性的柔性可穿戴传感器。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种柔性透气性导电织物。

4、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：所述导电织物通过将功能层涂覆在织物上制备而成，所述功能层为导电聚合物pedot:pss与水性胶黏剂的复合材料；

5、其中，所述pedot:pss与水性胶黏剂的质量比为1:4～8。

6、本发明的另一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种柔性透气性导电织物的制备方法。

7、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：包括，

8、乙二醇加入pedot:pss分散液中，搅拌处理后加入水性胶黏剂继续搅拌，得到混合均匀的pedot:pss/水性聚氨酯分散液；

9、将pedot:pss/水性聚氨酯分散液涂覆织物表面，在室温下干燥后再次涂覆；

10、重复涂覆干燥后，得到柔性透气性导电织物。

11、作为本发明所述的柔性透气性导电织物的制备方法一种优选方案，其中：所述水性胶黏剂包括水性聚氨酯、水性聚醋酸乙烯酯、水性丙烯酸酯、水性聚乙烯醇缩醛、水性橡胶乳液中的一种或多种。

12、作为本发明所述的柔性透气性导电织物的制备方法一种优选方案，其中：所述织物包括氨纶、棉布、涤纶、ptt纤维、t-400纤维、羊毛、桑蚕丝、丝绸、亚麻、苎麻、棉麻、腈纶、锦纶、雪纺中的一种或多种。

13、作为本发明所述的柔性透气性导电织物的制备方法一种优选方案，其中：

14、所述搅拌处理的时间为5～8h。

15、作为本发明所述的柔性透气性导电织物的制备方法一种优选方案，其中：

16、所述继续搅拌的时间为4～6h。

17、作为本发明所述的柔性透气性导电织物的制备方法一种优选方案，其中：所述涂覆方法包括刮涂、喷涂、刷涂、浸涂、电泳涂装法。

18、作为本发明所述的柔性透气性导电织物的制备方法一种优选方案，其中：所述织物厚度为20微米～5毫米。

19、作为本发明所述的柔性透气性导电织物的制备方法一种优选方案，其中：所述干燥时间为8～15min。

20、本发明的再一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种柔性透气性导电织物在制备多模态生理信号监测传感器中的应用。

21、本发明有益效果：

22、本发明提供的传感器与传统的刚性传感器相比，更轻薄且具有更好的柔性，同时表现出可重复利用、成本低、制备简易、透气性好等优异性能，且能实时监测多种人体生理信号。本发明可与机器学习技术相结合，用于人机界面和多模态信息的集成，在医疗保健领域有着广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种柔性透气性导电织物，其特征在于：所述导电织物通过将功能层涂覆在织物上制备而成，所述功能层为导电聚合物pedot:pss与水性胶黏剂的复合材料；

2.如权利要求1所述的柔性透气性导电织物的制备方法，其特征在于：包括，

3.如权利要求2所述的柔性透气性导电织物的制备方法，其特征在于：所述水性胶黏剂包括水性聚氨酯、水性聚醋酸乙烯酯、水性丙烯酸酯、水性聚乙烯醇缩醛、水性橡胶乳液中的一种或多种。

4.如权利要求2所述的柔性透气性导电织物的制备方法，其特征在于：所述织物包括氨纶、棉布、涤纶、ptt纤维、t-400纤维、羊毛、桑蚕丝、丝绸、亚麻、苎麻、棉麻、腈纶、锦纶、雪纺中的一种或多种。

5.如权利要求2所述的柔性透气性导电织物的制备方法，其特征在于：所述搅拌处理的时间为5～8h。

6.如权利要求2所述的柔性透气性导电织物的制备方法，其特征在于：所述继续搅拌的时间为4～6h。

7.如权利要求2所述的柔性透气性导电织物的制备方法，其特征在于：所述涂覆方法包括刮涂、喷涂、刷涂、浸涂、电泳涂装法。

8.如权利要求2所述的柔性透气性导电织物的制备方法，其特征在于：所述织物厚度为20微米～5毫米。

9.如权利要求2所述的柔性透气性导电织物的制备方法，其特征在于：所述干燥时间为8～15min。

10.如权利要求1所述的柔性透气性导电织物在制备多模态生理信号监测传感器中的应用。

技术总结本发明公开了一种制备柔性透气性导电织物的方法、导电织物及其在制备多模态生理信号监测传感器中的应用，属于柔性生物医疗技术领域，所述导电织物通过将功能层涂覆在织物上制备而成，所述功能层为导电聚合物PEDOT:PSS与水性胶黏剂的复合材料。本发明提供的传感器与传统的刚性传感器相比，更轻薄且具有更好的柔性，同时表现出可重复利用、成本低、制备简易、透气性好等优异性能，且能实时监测多种人体生理信号。本发明可与机器学习技术相结合，用于人机界面和多模态信息的集成，在医疗保健领域有着广阔的应用前景。技术研发人员：李建民,刘维蔺,孙浩楠受保护的技术使用者：南京邮电大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10