【CN109859879A】一种基于石墨烯的高性能导电膜及其加工方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910128787.2(22)申请日 2019.02.21(71)申请人 电子科技大学地址 611731 四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人 慕春红　黄武桐　邢志昊　宋远强　彭自如　冉奥　(74)专利代理机构 成都正华专利代理事务所(普通合伙) 51229代理人 李蕊(51)Int.Cl.G01L 5/00(2006.01)G01L 1/22(2006.01)C08J 7/06(2006.01)C08L 83/04(2006.01)

(54)发明名称传感器用柔性导电复合膜及其制备方法以及柔性传感器(57)摘要本发明公开了一种传感器用柔性导电复合膜及其制备方法以及柔性传感器，属于导电复合膜技术领域。其制备方法包括：在具有凸点阵列的有机硅胶膜上分别涂覆石墨烯分散液和碳纳米管分散液，得到导电硅胶膜，将两片所述导电硅胶膜具有凸点阵列的一侧进行相对压合，使涂覆的石墨烯分散液和碳纳米管分散液位于两个有机硅胶膜之间，制得柔性导电复合膜。本发明的传感器用柔性导电复合膜能够同时感应和区分压力和摩擦力，传感器灵敏度高，耐受性强，不易损坏，并且其制备工艺简单，成本低，可实现连

续性大规模生产。

权利要求书1页 说明书7页 附图4页CN 109855782 A2019.06.07

CN 109855782

A1.一种传感器用柔性导电复合膜的制备方法，其特征在于，包括：在具有凸点阵列的有机硅胶膜上分别涂覆石墨烯分散液和碳纳米管分散液，得到导电硅胶膜，将两片所述导电硅胶膜具有凸点阵列的一侧进行相对压合，使涂覆的石墨烯分散液和碳纳米管分散液位于两个有机硅胶膜之间，制得柔性导电复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯分散液和所述碳纳米管分散液的浓度分别为5-50mg/ml。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯分散液和所述碳纳米管分散液的浓度分别为30-40mg/ml。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述凸点为圆柱形，所述凸点的直径为100-500μm，所述凸点的高度和直径的比值≥1:1。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下具体步骤：(1)将石墨烯和碳纳米管分别分散于溶剂中，配制成石墨烯分散液和碳纳米管分散液；(2)利用多孔阵列模具通过浇注固化成型制得具有凸点阵列的有机硅胶膜，采用等离子体对所述有机硅胶膜进行活化处理；(3)将所述石墨烯分散液涂覆在所述有机硅胶膜具有凸点阵列的一侧，烘干后，再涂覆所述碳纳米管分散液，再烘干，得到导电硅胶膜；(4)将两片所述导电硅胶膜具有凸点阵列的一侧进行相对压合，使涂覆的石墨烯分散液和碳纳米管分散液位于两个有机硅胶膜之间，制得柔性导电复合膜。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述石墨烯为多层氧化石墨烯，所述碳纳米管为氧化多壁碳纳米管；配制所述石墨烯分散液和所述碳纳米管分散液的溶剂为水、乙醇、丙酮或N,N-二甲基甲酰胺。7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述有机硅胶膜为聚硅氧烷系有机硅胶。8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述导电硅胶膜的电阻率为1-10kΩ/□。9.利用权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的传感器用柔性导电复合膜，其特征在于，包括两片相互重叠的有机硅胶膜层，所述有机硅胶膜层具有凸点阵列，所述凸点阵列位于两片有机硅胶膜层之间，并且两片所述有机硅胶膜层上的凸点阵列彼此扣合，所述凸点阵列表面先后涂覆有石墨烯层和碳纳米管层。10.一种柔性传感器，其特征在于，包括权利要求9所述的传感器用柔性导电复合膜以

ito导电膜原理

ITO导电膜是一种常见的导电膜材料，具有优良的光学和电学性能。它被广泛应用于电子显示器、太阳能电池、触摸屏等领域。本文将介绍ITO导电膜的原理及其在各个领域的应用。

ITO导电膜的原理主要基于其材料特性。ITO是铟锡氧化物（Indium Tin Oxide）的简称，它是一种无机材料，具有透明、导电的特性。ITO薄膜通常通过物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）等方法制备。

ITO导电膜的导电机制主要是由于铟离子（In3+）和锡离子（Sn4+）在氧气的作用下形成了氧化物晶格，并通过掺杂的方式引入了一定数量的自由电子。这些自由电子在ITO薄膜中能够自由移动，从而形成了良好的电子导电性。同时，ITO薄膜的晶格结构对光的透过性也有一定影响，使得ITO导电膜既具有良好的导电性能，又具备较高的透光率。

ITO导电膜在电子显示器中的应用非常广泛。例如，在液晶显示器中，ITO导电膜作为透明电极，被用于驱动液晶分子的排列，实现图像的显示。而在有机发光二极管（OLED）中，ITO导电膜则用作电极材料，使得电子和空穴能够在导电膜中注入并发光。此外，ITO导电膜还可以用于电子墨水屏、柔性显示器等各种新型显示技术中。

除了电子显示器，ITO导电膜还在太阳能电池领域有着广泛的应用。在太阳能电池中，ITO导电膜作为透明电极，用于收集光电池发出的电流。由于ITO导电膜具有较高的透光率和导电性能，能够最大限度地提高太阳能电池的光电转换效率。

ITO导电膜还被广泛应用于触摸屏技术中。触摸屏是一种通过感应用户触摸位置来实现交互的技术，而ITO导电膜则作为触摸屏的感应电极。当用户触摸屏幕时，ITO导电膜上的电流会发生变化，从而被感应器检测到，并通过算法计算出触摸位置。ITO导电膜在触摸屏技术中的应用使得触摸屏具有了高灵敏度和精准度。

ITO导电膜是一种重要的导电材料，其原理基于铟锡氧化物的导电特性。它在电子显示器、太阳能电池、触摸屏等领域具有广泛的应用。随着科技的不断进步，ITO导电膜的性能将进一步提升，为各个领域带来更多的创新和应用。

电化学里的膜归纳总结

电化学是研究化学反应中电子转移的科学，它在能源转换、储存以及电化学合成等领域具有广泛的应用。而膜在电化学中起着重要的作用，可以用于分离物质、电子传输以及防止电解质的混合等方面。本文将就电化学中的膜进行归纳总结，通过分析不同种类的膜以及它们的应用来探讨其在电化学中的重要性。

第一部分：电化学膜的概述

在电化学中，膜是用于分隔电极的介质。它可以是实心的或带有孔隙结构的，其选择取决于特定的应用。电化学膜通常由聚合物、陶瓷或复合材料制成。下面将介绍几种常见的电化学膜。

1. 离子交换膜

离子交换膜是一种具有离子选择性的膜，可以分隔电解质溶液中的正负离子。其主要应用领域包括燃料电池、电解水制氢、电解池等。离子交换膜具有高离子选择性、较高的电导率以及良好的化学稳定性。

2. 渗透膜

渗透膜是一种半透膜，它可以允许某些物质通过而阻挡其他物质的传输。在电化学中，渗透膜主要用于分离溶液中的溶质或纯化流体。例如，逆渗透膜可以用于海水淡化和废水处理，通过迫使溶液通过膜，使纯净水从流体中分离出来。

3. 导电膜 导电膜是一种能够传导电子和离子的膜。它广泛应用于电化学合成和电池等领域。导电膜可以提供有效的电子传输通道，并阻隔电解液的混合。

第二部分：应用案例

1. 燃料电池膜

燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的设备。其中的质子交换膜燃料电池（PEMFC）使用离子交换膜作为质子的传导介质。该膜具有良好的质子选择性，能够将氢离子从阴极传输到阳极，并在导电膜上通过电子传输来完成电路。

2. 锂离子电池隔膜

锂离子电池是目前广泛应用于电子设备和电动汽车等领域的高性能电池。其中的锂离子在阳极和阴极之间通过隔膜进行传输，从而完成电荷的平衡。隔膜应具有较高的离子传输速率、较低的电阻和较好的化学稳定性等特性。

3. 水电解

水电解是将水分解为氢气和氧气的过程。离子交换膜在水电解中起着重要作用，它可以实现氢离子和氧离子的传输，同时防止气体的混合。水电解是一种清洁、可持续的制氢方法，具有巨大的应用潜力。

ITO导电玻璃及相关透明导电膜之原理及应用

ITO(氧化铟锡)导电玻璃是一种具有透明度和导电性能的材料，由透明的玻璃基底上涂布一层氧化铟锡薄膜而成。它的导电性能源自薄膜中的氧化铟锡纳米颗粒，这些颗粒具有优异的导电性质。以下是ITO导电玻璃及相关透明导电膜的原理和应用。

原理:

ITO导电玻璃的导电性原理是利用其在可见光范围内具有很高的透光性和很低的电阻率。ITO薄膜是一种高度透明的导电材料，其电导率主要由氧化铟和氧化锡的摩尔百分数以及沉积过程中的结晶度和缺陷控制。氧化铟锡纳米颗粒之间的晶格缺陷能帮助电子从一个颗粒跳到另一个颗粒，从而实现电荷的传导。

应用:

1.平板显示器和触摸屏：ITO导电玻璃广泛应用于平板显示器和触摸屏技术中。它可用于制造透明导电电极，使电子信号能够在屏幕上自由传输。ITO导电玻璃的高透明性和高导电性能使得屏幕具有清晰度和触摸灵敏度。

2.太阳能电池：ITO导电玻璃也被用于太阳能电池电极中。由于它的导电性和透明性，ITO薄膜可以作为电池的正极和负极，使得光线可以穿过电极层并和光敏材料发生相互作用，从而产生电流。

3.液晶显示器：ITO导电玻璃也用于LCD显示器中的透明导电电极。这些导电电极可用于在液晶屏幕上创建电场，控制液晶的定向和排列，从而实现像素的显示和图像的变化。 4.柔性电子学：ITO导电薄膜可以被用于制备柔性电子设备。由于其高柔韧性和可塑性，ITO导电薄膜可以在弯曲或弯折的形状下维持导电性能，因此可以用于在可弯曲或可折叠的电子设备中，如可弯折的显示屏幕和柔性电子电路中。

5.光学涂层：除了导电性能，ITO导电玻璃还具有抗反射和防紫外线功能。因此它可以用于制备抗反射涂层和防紫外线涂层，用于光学领域中的镜片、窗户和透镜等。

总结:

ITO导电玻璃是一种重要的导电材料，具有高透明性和优异的导电性能，具有广泛的应用潜力。从平板显示器到太阳能电池，从液晶显示器到柔性电子学，以及光学涂层，ITO导电玻璃在许多领域中都发挥着重要作用。随着科学技术的不断进步，期望可以看到更多关于ITO导电玻璃的创新应用。