本发明涉及柔性传感器领域，尤其涉及电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备。
背景技术：
1、柔性传感器因其便携性和弹性等特点，在软机器人、运动检测和健康医疗等领域受到广泛的应用。当前的有机凝胶作为柔性传感器的材料，具有良好的柔性、优异的导电性、机械稳定性等特点。然而，现有的柔性传感器(申请号为：202210638214.6)的结构设计只关注传感器表面，它们虽然也可以检测电阻、电容等信号响应，但压力检测范围太小(最大范围只有6.25kpa)，循环耐用性也较差(只可以循环4000圈)，无法实现较大压力范围长时间要求的检测，这极大地阻碍了柔性传感器在软机器人、运动检测和健康医疗等领域的实际应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备，所述有机凝胶柔性传感器通过塑封膜将具有微结构的mxene基有机凝胶和叉指电极封装而成。
4、所述具有微结构的mxene基有机凝胶的制备包括以下步骤：
5、1)按体积比混合mxene(mx)水溶液和聚氨酯(pu)水溶液，磁力搅拌溶解获得mx-pu混合溶液；
6、2)将mx-pu混合溶液和模具一起加入真空抽滤上瓶中，经真空抽滤得到包含模具的pu-mxene-pre(pm-pre)凝胶；
7、3)将pm-pre凝胶浸泡在稀硫酸溶液中(通过这一步骤将模具溶解至稀硫酸溶液中，同时pm-pre凝胶不溶于稀硫酸)，并磁力搅拌，用去离子水清洗产物得到具有微结构的mxene基有机凝胶(pm凝胶)。
8、步骤1)中，所述mxene水溶液为过渡金属碳化物或氮化物中的一种或多种形成的单一或混合分散液，优选为单层或少层的碳化钛分散液，质量浓度为1～20mg/ml，优选为4mg/ml，溶质为去离子水。
9、步骤1)中，pu水溶液中pu的质量百分比为25％～39％，优选为35％。
10、步骤1)中，所述mxene水溶液和pu水溶液的体积比为2:(1～4)，优选为2:2。
11、步骤1)中，搅拌时间为20～60min，温度为20～30℃，转速为100～500rpm；优选为30min，25℃，400rpm。
12、步骤2)中，所述模具的微结构为泡沫结构，孔隙率60％～98％，通孔率≥98％，孔径为85～105ppi(每英寸长度上的孔数)，模具的泡沫结构最窄处宽度≥90μm，模具整体厚度为1～5mm，优选为90％孔隙率，98％通孔率，95ppi，100μm模具的泡沫结构最窄宽度，2mm厚度。
13、步骤2)中，真空抽滤至mx-pu溶液形成凝胶，温度20～35℃，优选25℃。
14、步骤3)中，所述稀硫酸溶液的浓度为0.5～3mol/l，优选为1mol/l。
15、步骤3)中，浸泡时长为12～72h，温度20～35℃，转速为50～200rpm，优选24h，25℃，80rpm。
16、步骤3)中，用去离子水多次清洗产物直至最后一次清洗产物后的去离子水ph值为6～7，优选ph值为7。
17、所述叉指电极的整体尺寸为直径为8～24mm的圆，电极宽度为0.4～0.6mm，电极间距为0.4～0.6mm；优选为直径为18mm的圆，电极宽度和间距都为0.4mm。
18、上述制备的有机凝胶柔性传感器，拓宽有机凝胶柔性传感器单一的响应信号方式，可同时具有电阻响应信号和电容响应信号。
19、相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：
20、1、区别于常见的只设计传感器表面的柔性传感器，本发明通过采用先进的3d体结构传感器设计，增强了传感器的关键性能指标(压力检测范围等)，拓宽了有机凝胶传感器的应用范围，为柔性传感器设计提供了一种更多维度、更有效益的创新思维。
21、2、相比于现有的柔性传感器(申请号为：202210638214.6)，本发明具有更加优异的传感器性能，包括更宽的压力检测范围(5.85～649.612kpa，可检测的最大压力是现有技术的167倍)、更加稳定的循环能力(12000圈循环，循环能力提升至现有技术的300％)以及较高电阻灵敏度(0.945kpa-1)和电容灵敏度(0.453kpa-1)等。
22、3、本发明制备方法工艺较为简单，较易实现大规模生产，为柔性可穿戴传感器的制备提供了新的思路。
1.电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备，其特征在于：通过塑封膜将具有微结构的mxene基有机凝胶和叉指电极封装得到所述的电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器；
2.如权利要求1所述的电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备，其特征在于：步骤1)中，所述mxene水溶液为碳化钛分散液，质量浓度为1～20mg/ml，溶质为去离子水。
3.如权利要求1所述的电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备，其特征在于：步骤1)中，所述pu水溶液中pu的质量百分比为25％～39％。
4.如权利要求1所述的电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备，其特征在于：步骤1)中，所述mxene水溶液和pu水溶液的体积比为2:(1～4)，优选为2:2。
5.如权利要求1所述的电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备，其特征在于：步骤2)中，所述模具的孔隙率60％～98％，通孔率≥98％，孔径为85～105ppi，模具的泡沫结构最窄处宽度≥90μm，模具的整体厚度为1～5mm。
6.如权利要求1所述的电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备，其特征在于：步骤3)中，浸泡时长为12～72h，温度20～35℃，转速为50～200rpm。
7.如权利要求1所述的电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备，其特征在于：步骤3)中，所述稀硫酸溶液的浓度为0.5～3mol/l。
8.如权利要求1所述的电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备，其特征在于：步骤3)中，所述用去离子水清洗为多次清洗，直到最后一次清洗后的去离子水ph值为6～7。
9.如权利要求1所述的电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备，其特征在于：所述叉指电极的整体尺寸为直径为8～24mm的圆，电极宽度为0.4～0.6mm，电极间距为0.4～0.6mm。
10.如权利要求1所述的电阻/电容双响应的mxene基有机凝胶柔性传感器制备，其特征在于：所述塑封膜采用bopp热封膜，厚度为0.02～0.03mm。
