一种超柔导电硅气凝胶及其制备方法和在传感器中的应用

1.本发明属于多孔材料以及传感器技术领域，特别涉及一种超柔导电硅气凝胶及其制备方法和在传感器中的应用。

背景技术：

2.压力、温度、湿度是生产和生活中常需要进行测量或者进行动态监测的物理量。随着人工智能技术的发展，多参数传感器作为智能元件的重要组成部分，受到越来越多学者的关注。目前对多参数传感器的研究主要集中在传感器阵列、集成传感器以及无线多参数传感器网络。对多功能材料应用在传感器方面的研究主要集中在电化学传感器以及生物传感器，并且对物理参数感应传感器研究受限在单一参数中，所以实现同一传感器的多参数传感仍然是一个挑战。而气凝胶作为一种特殊的固体材料，由三维纳米结构网络组成，具有超低密度、高比表面积等优点，是新型的多孔纳米材料，这种充满气体的支架结构密度较低，孔隙度超过95％。由气凝胶具有大多数固体材料所不具备的独特性能，因此气凝胶在航空、航空航天、国防军事、石化工业、节能建筑、尖端科学等诸多领域具有广泛的应用和潜在的应用。然而，现阶段气凝胶在各领域的应用主要依赖于其高孔隙率、疏水性、低导热系数等特性。石墨烯气凝胶具有一定的导电性能，但是制备成本较高。相对于石墨烯气凝胶，硅气凝胶的制备成本较低，但是受制于现有制备工艺的限制，目前硅气凝胶尚未获得导电功能，亦未见硅气凝胶在电传导方面应用的相关报道，并且二氧化硅气凝胶本身的脆弱性没有从根本上解决，柔性硅气凝胶的制备仍然是一个难题。因而现有的传感器技术尚未很好的满足现实需求。

技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有传感器技术的不足，提供了一种超柔导电硅气凝胶及其制备方法和在传感器中的应用，该超柔导电硅气凝胶，机械性能良好，柔性优异，可压缩范围大，并具有导电特性，用于传感器中，具有探测下限低、灵敏度高、可实现同一传感器的自供电多参数传感的特性，应用前景广泛。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
5.提供一种超柔导电硅气凝胶，包括超柔硅气凝胶和负载在所述超柔硅气凝胶中的热电材料；其中热电材料为3，4-(亚乙二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(pedot:pss)。
6.按上述方案，所述超柔硅气凝胶以含有乙烯基的硅烷作为硅源，与共轭双烯发生双烯合成反应，并通过一步溶胶-凝胶法制备得到。
7.优选地，含有乙烯基的硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷(vtms)或乙烯基甲基二甲氧硅烷(vmdms)中的至少一种。
8.优选地，共轭双烯为异戊二烯或者山梨酸钾。
9.按上述方案，热电材料为3，4-(亚乙二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)热电材料，为混合电子离子导体，同时具有电子seebeck效应以及离子seebeck效应。
10.按上述方案，所述超柔导电硅气凝胶，通过一步溶胶-凝胶法、利用乙烯基硅烷作为硅源，与共轭双烯发生双烯合成反应，并负载热电材料，常压干燥制备得到。
11.按上述方案，所述超柔导电硅气凝胶具有导电性、可压缩性和多孔网络结构。
12.按上述方案，所述超柔导电硅气凝胶的孔隙率在50-90％范围内；热稳定性高达350℃。
13.按上述方案，所述超柔导电硅气凝胶在加载至原尺寸90％的压缩应变后能完全回复或者部分回复。
14.按上述方案，所述气凝胶可为任意形状。优选的，可为球体、立方体、圆柱体、多边柱体；不规则的几何体；任意形状的薄片、薄膜或者纤维等。
15.提供上述超柔导电硅气凝胶的制备方法，通过一步溶胶-凝胶法、利用乙烯基硅烷作为硅源，与共轭双烯发生双烯合成反应，并负载热电材料，干燥后得到的超柔导电硅气凝胶。
16.按上述方案，所述制备方法有三种方式：
17.方式一：以vtms、vmdms、尿素和表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(ctac)为原料，混合在醋酸溶液中，通过溶胶-凝胶法得到凝胶后，浸泡在异戊二烯溶液中，以氯化锌作催化剂，浸泡结束后常压干燥得到超柔硅气凝胶；再将超柔性硅气凝胶浸泡在pedot:pss溶液中，取出干燥即可超柔导电硅气凝胶；
18.方式二：以vtms、vmdms、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac为原料，混合在醋酸溶液中，通过溶胶-凝胶法得到超柔硅气凝胶；再将超柔硅气凝胶浸泡在pedot:pss溶液中，取出干燥即可得到超柔导电硅气凝胶；
19.方式三：以vtms、vmdms、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac为原料，混合在pedot:pss溶液中，通过溶胶-凝胶法制备得到超柔导电硅气凝胶。
20.优选地，方式一具体包括以下步骤：
21.1)将vtms、vmdms、尿素和表面活性剂ctac混合在醋酸溶液中，室温搅拌下酸性条件下硅烷发生水解，得到透明溶胶；
22.2)将步骤1)得到的透明溶胶在60-80℃下进行凝胶化，以促进尿素水解成氨，形成碱性条件，碱性条件有利于凝胶结构中硅氧烷网络的形成。
23.3)将步骤2)所得凝胶利用异丙醇、正己烷清洗去除表面活性剂以及其他未反应的化学试剂并在常压进行干燥，然后浸泡在异戊二烯溶液中，加入氯化锌作催化剂，浸泡结束后常压干燥得到超柔硅气凝胶；
24.4)将步骤3)制备所得超柔硅气凝胶；浸渍在3，4-(亚乙二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(pedot:pss)溶液中，pedot:pss溶液充分与超柔硅气凝胶接触，使得pedot:pss溶液均匀灌注在超柔硅气凝胶中，常压干燥后得到超柔导电硅气凝胶。
25.更优选地，所述步骤1)中，vtms、vmdms、尿素和表面活性剂ctac摩尔比为1:0.5～2：3～6：0.1～1。
26.更优选地，所述步骤1)中，醋酸溶液浓度为5～30mmol/l。
27.更优选地，所述步骤1)中，室温搅拌水解时间为30～60min。
28.更优选地，所述步骤2)中，凝胶时间为24～48h。
29.更优选地，所述步骤3)中，催化剂氯化锌的添加量为5-10％的催化量，即氯化锌占
异戊二烯的摩尔百分比。
30.更优选地，所述步骤3)中，浸泡时间为24～48h。
31.更优选地，所述步骤4)中，40℃～60℃常压干燥20～30min。
32.优选地，方式二具体包括以下步骤：
33.1)将vtms、vmdms、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac混合在醋酸溶液中，室温搅拌下酸催化水解烷氧硅烷，得透明溶胶；
34.2)将步骤1)得到的透明溶胶在60-80℃下进行凝胶化，以促进尿素水解成氨形成碱性条件，碱性条件有利于凝胶结构中硅氧烷网络的形成。
35.3)将步骤2)所得凝胶清洗干净并在常压进行干燥得到超柔性硅气凝胶；
36.4)将步骤3)制备所得超柔性硅气凝胶；浸渍在3，4-(亚乙二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(pedot:pss)溶液中，pedot:pss溶液充分与超柔硅气凝胶接触，使得pedot:pss溶液均匀灌注在超柔硅气凝胶中，常压干燥后得到超柔导电硅气凝胶。
37.更优选地，所述步骤1)中，vtms、vmdms、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac摩尔比为1:0.5～2：1*10-3
～1：3～6：0.1～1。
38.更优选地，所述步骤1)中，醋酸溶液浓度为5～30mmol/l。
39.更优选地，所述步骤1)中，室温搅拌水解时间为30～60min。
40.更优选地，所述步骤2)中，凝胶时间为24～48h。
41.更优选地，所述步骤4)中，40～60℃常压干燥20～30min。
42.优选地，方式三具体包括以下步骤：
43.1)将vtms、vmdms、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac混合在pedot:pss中，室温搅拌一段时间，在酸性条件下水解硅烷；
44.2)将步骤1)得到的透明溶胶在60-80℃下进行凝胶化，以促进尿素水解成氨形成碱性条件，碱性条件有利于凝胶结构中硅氧烷网络的形成。
45.3)将步骤2)所得凝胶用异丙醇、正己烷清洗去除表面活性剂以及其他未反应的化学试剂并在常压进行干燥得到超柔性导电硅气凝胶。
46.更优选地，所述步骤1)中，vtms、vmdms、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac摩尔比1:0.5～2：1*10-3
～1：3～6：0.1～1。
47.更优选地，所述步骤1)中，室温搅拌水解时间为30～60min。
48.更优选地，所述步骤2)中，凝胶时间为24～48h。
49.更优选地，所述步骤3)中，40～60℃常压干燥20～30min。
50.提供一种超柔导电硅气凝胶在传感器中的应用。所述传感器具有自供电特性，并同时实现温度、压力、湿度的多参数传感。
51.提供一种基于超柔导电硅气凝胶的自供电多参数传感器，包括上述超柔导电硅气凝胶、电极和电信号测量装置；所述电信号测量装置用于测量所述电极与硅气凝胶之间接触电信号及其变化。
52.按上述方案，所述电信号测量装置为电压表、电流表、欧姆表中的至少一种。
53.按上述方案，当所述的多参数传感器的测量电路导通时，所述电极和气凝胶之间直接接触；可选地，所述电极和气凝胶之间不存在粘结剂；可选地，所述电极和气凝胶之间无机械连接固定。
54.按上述方案，所述电极是指与所述气凝胶不发生化学反应的导电材料制成的电极。
55.优选地，所述电极为金、银、铜等金属或其复合物构成的刚性的电极；或碳纳米管、石墨烯、金属纳米线、负载在柔性基底上透明导电氧化物、导电高分子及其复合物构成的柔性较好的电极。
56.按上述方案，所述电极与所述电信号测量装置采用导电材料作为导线连接。
57.按上述方案，所述位于气凝胶上的电极的位置和数目可任意改变。
58.按上述方案，所述超柔导电气凝胶多参数传感器输出的电信号是电流、电阻或者电压中的一种或几种。
59.按上述方案，所述多参数传感器压力其探测力下限为5pa，对于温度其探测力下限可达小于等于0.1℃。对于湿度，可探测50-100％范围内的湿度。
60.本发明提供了一种超柔导电硅气凝胶，包括超柔硅气凝胶和负载在所述超柔硅气凝胶中的热电材料，可用于自供电多参数传感器。其中超柔硅气凝胶，选择含有乙烯基的硅烷作为硅源，乙烯基与共轭双烯进行双烯合成反应，可以进一步提高气凝胶的机械性能，较低的弹性模量，为多参数传感器提供了优异的压阻效应，提高了压力传感的灵敏度；同时也大大扩大了气凝胶的可压缩范围，压缩到90％以上可实现完全回弹，克服了原有气凝胶脆性易碎的缺点，大大提高了气凝胶的应用范围，并且实现了可循环利用。此外，负载在所述超柔硅气凝胶中的热电材料为混合电子离子导体，并同时具有电子seebeck效应以及离子seebeck效应，实现了传感器对温度和湿度的探测能力。seebeck效应产生的热电压可为传感器电路提供电压，在测得压力与电阻关系后，可以通过自供电将压力、温度、湿度多个参数刺激有效地转换成多个独立的电信号，实现温度、压力、湿度的实时传感。由于气凝胶优异的隔热性，使得气凝胶两端保持在一定的温度梯度，这为温度传感提供了基础。同时气凝胶的大比表面积增大了与空气中水分的接触面积，有利于湿度的检测。
61.本发明的有益效果如下：
62.1.本发明提供了一种超柔导电硅气凝胶，机械性能良好，柔性优异，可压缩范围大，压缩到90％以上可实现完全回弹，并具有导电特性；用于传感器中，探测下限低，灵敏度高，温度分辨率高，稳定性和重复性好，可自供电无需连接外部电源，可同时实现温度、压力、湿度的多参数传感，适用于作为人体健康信号的监测和机械仿生手的触觉传感器，并且在消防应用方面潜力巨大。
63.2.本发明提供一种超柔导电硅气凝胶的制备方法，通过一步溶胶-凝胶法并负载热电材料pedot:pss即可制备得到，制备方法简单，条件温和，生产成本低，可大规模工业化应用。
附图说明
64.图1为本发明实施例1的超柔硅气凝胶的制备原理。
65.图2为本发明实施例1的超柔硅气凝胶的机械性能。
66.图3为本发明实施例1的超柔硅气凝胶的循环性能。
67.图4为本发明实施例4制备所得基于超柔导电硅气凝胶的多参数传感器的电路图。
68.图5为本发明实施例4中压力对基于超柔导电硅气凝胶的多参数传感器输出的线
性关系。
69.图6为本发明实施例4中温度对基于超柔导电硅气凝胶的多参数传感器输出的线性关系。
70.图7为本发明实施例4中湿度对基于超柔导电硅气凝胶的多参数传感器输出关系。
具体实施方式
71.通过实施实例对本发明进行具体描述，本实施例只用于对本发明做进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，其他人根据上述发明的内容做出一些非本质性的改变和调整，均属于本发明的保护范围。
72.本发明实施例拟在双烯合成反应制备超柔硅气凝胶的基础上，通过结合pedot:pss予其优异的导电性能以及热电效应，实现耐压缩、电导率高等特性。超柔导电硅气凝胶因其具有优异的机械性能，在较小压力压缩下结构发生变化，电阻也发生变化；而压力撤去时结构能回复，电阻也回复到原始大小。同时超柔导电气凝胶可以利用电子seebeck效应探测温度，离子seebeck效应探测湿度，结合超柔导电硅气凝胶的材料特性来合理设计多参数传感器结构，可以获得具有优异性能的多参数传感器。
73.实施例1
74.提供一种超柔导电硅气凝胶的制备方法，包括以下几个步骤：
75.第一步将vtms、vmdms、尿素和表面活性剂ctac按照摩尔比1：1:5.5:0.17混合在15mm的醋酸溶液中，室温搅拌30min，酸催化水解烷氧硅烷，得到透明溶胶。
76.第二步将步骤一得到的透明溶胶转移到烘箱中进行凝胶化，并在80℃下老化24h,以促进尿素水解成氨形成碱性条件，碱性条件有利于凝胶结构中硅氧烷网络的形成。
77.第三步将步骤二得到的凝胶分别用异丙醇、正己烷清洗，以洗去残余的化学试剂，在环境条件下常温常压进行干燥，得到乙烯基气凝胶。如图1所示为乙烯基气凝胶的制备原理。
78.第四步将步骤三所得乙烯基气凝胶浸泡在异戊二烯溶液，并加入5％催化量的氯化锌作催化剂，浸泡24h后经常压干燥后得到超柔硅气凝胶。
79.如图2所示，所得超柔硅气凝胶可压缩至原尺寸的90％，并完全回弹。如图3所示，在20个循环以内，机械性能基本不发生改变，说明超柔气凝胶具有良好的机械性能。
80.第五步将步骤四得到的超柔硅气凝胶浸渍在pedot:pss溶液中，pedot:pss溶液充分与超柔硅气凝胶接触，使得pedot:pss溶液均匀灌注在超柔硅气凝胶中，60℃常压干燥20min后得到超柔导电硅气凝胶。
81.实施例2
82.提供一种超柔导电硅气凝胶的制备方法，包括以下几个步骤：
83.第一步将vtms、vmdms、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac按照摩尔比1：1：1*10-3
：5.5：0.17混合在15mm的醋酸溶液中，室温搅拌30min，酸催化水解烷氧硅烷，得到凝胶。
84.第二步将步骤一得到的溶胶转移到烘箱中进行凝胶化，并在80℃下老化24h,以促进尿素水解成氨形成碱性条件，碱性条件有利于凝胶结构中硅氧烷网络的形成，得到凝胶。
85.第三步将步骤二得到的凝胶用异丙醇、正己烷清洗以洗去残余的化学试剂，在环境条件下常温常压进行干燥，得到超柔硅气凝胶。
86.第四步将步骤三得到的超柔硅气凝胶浸渍在pedot:pss溶液中，pedot:pss溶液充分与超柔硅气凝胶接触，使得pedot:pss溶液均匀灌注在超柔硅气凝胶中，60℃常压干燥20min后得到超柔导电硅气凝胶。
87.实施例3
88.提供一种基于超柔导电硅气凝胶的制备方法，包括以下几个步骤：
89.第一步将vtms、vmdms、山梨酸钾、尿素、和表面活性剂ctac按照摩尔比1：1：1*10-3
：5.5：0.17混合在pedot:pss溶液中，室温搅拌30min，酸催化水解烷氧硅烷。
90.第二步将步骤一得到的溶胶转移到冷冻干燥箱进行凝胶化，以促进尿素水解成氨形成碱性条件，碱性条件有利于凝胶结构中硅氧烷网络的形成，得到凝胶。
91.第三步将步骤二得到的凝胶用异丙醇、正己烷清洗以洗去残余的化学试剂，在环境条件下60℃常压干燥30min，得到超柔导电硅气凝胶。
92.实施例4
93.提供一种基于超柔导电硅气凝胶的自供电多参数传感器，包括实施例1制备所得超柔导电硅气凝胶、电极、导线和电信号测量装置；其中：所述的电信号测量装置用于测量所述电极与硅气凝胶之间接触电信号及其变化，导线用来连接电信号测量装置和电极，电极用来输入和导出电流，按照图4所示连接电路，无需连接外部电源。所述超柔导电硅气凝胶上布置铜电极，电极为平板状，压力可以直接施加在电极上，温差和湿度直接作用于超柔导电气凝胶。通过电压表的读数，结合温度湿度计算公式，使用电压表作为电信号测量装置来测得温度信号、湿度信号，压力信号决定了气凝胶的电阻，可以通过电压表、电流表读数的关系来体现。
94.如图5所示，压力的大小可以改变电路电阻；如图6所示，温度梯度与热电压具有线性关系；如图7所示，离子电压与相对湿度具有线性关系。
95.实施例5
96.提供一种基于超柔导电硅气凝胶的自供电多参数传感器，包括实施例2制备所得超柔导电硅气凝胶、电极、导线和电信号测量装置；其中：所述的电信号测量装置用于测量所述电极与硅气凝胶之间接触电信号及其变化，导线用来连接电信号测量装置和电极，电极用来输入和导出电流，电路图如图4所示。所述超柔导电硅气凝胶上布置铜电极，电极为平板状，压力可以直接施加在电极上，温差和湿度直接作用于超柔导电气凝胶。使用电流表、电压表来测得温度信号、湿度信号，压力信号通过欧姆表来测得。
97.实施例6
98.提供一种基于超柔导电硅气凝胶的自供电多参数传感器，包括实施例3制备所得超柔导电硅气凝胶、电极、导线和电信号测量装置；其中：所述的电信号测量装置用于测量所述电极与硅气凝胶之间接触电信号及其变化，导线用来连接电信号测量装置和电极，电极用来输入和导出电流。所述超柔导电硅气凝胶上布置铜电极，电极为平板状，压力可以通过振动施加在电极上，温差和湿度直接作用于超柔导电气凝胶。使用电流表、电压表来测得温度信号、湿度信号，压力信号通过电压表、电流表读数的关系来体现。

技术特征：

1.一种超柔导电硅气凝胶，其特征在于，包括超柔硅气凝胶和负载在所述超柔硅气凝胶中的热电材料；其中热电材料为pedot:pss。2.根据权利要求1所述的超柔导电硅气凝胶，其特征在于，所述超柔硅气凝胶以含有乙烯基的硅烷作为硅源，与共轭双烯发生双烯合成反应，并通过一步溶胶-凝胶法制备得到。3.根据权利要求2所述的超柔导电硅气凝胶，其特征在于，含有乙烯基的硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基甲基二甲氧硅烷中的至少一种。4.根据权利要求2所述的超柔导电硅气凝胶，其特征在于，共轭双烯为异戊二烯或山梨酸钾。5.一种权利要求1-4任一项所述的超柔导电硅气凝胶的制备方法，其特征在于，通过一步溶胶-凝胶法，利用乙烯基硅烷作为硅源，与共轭双烯发生双烯合成反应，并负载热电材料，得到超柔导电硅气凝胶。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，包括三种方式：方式一：以乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧硅烷、尿素和表面活性剂ctac为原料，混合在醋酸溶液中，通过溶胶-凝胶法得到凝胶后，浸泡在异戊二烯溶液中，以氯化锌作催化剂，浸泡结束后常压干燥得到超柔硅气凝胶；再将超柔硅气凝胶浸泡在pedot:pss溶液中，取出干燥即可得到超柔导电硅气凝胶；方式二：以乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧硅烷、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac为原料，混合在醋酸溶液中，通过溶胶-凝胶法得到超柔硅气凝胶；再将超柔硅气凝胶浸泡在pedot:pss溶液中，取出干燥即可得到超柔导电硅气凝胶；方式三：以乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧硅烷、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac为原料，混合在pedot:pss溶液中，通过溶胶-凝胶法制备得到超柔导电硅气凝胶。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，方式一中，乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧硅烷、尿素和表面活性剂ctac摩尔比为1:0.5～2：3～6：0.1～1；催化剂氯化锌的添加量为5-10％的催化量；方式二中，乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧硅烷、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac摩尔比为1:0.5～2：1*10-3
～0.1：3～6：0.1～1；方式二中，乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧硅烷、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac摩尔比1:0.5～2：1*10-3
～0.1：3～6：0.1～1。8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法有三种方式：方式一，具体包括以下步骤：1)将乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧硅烷、尿素和表面活性剂ctac混合在醋酸溶液中，室温搅拌下酸性条件下硅烷发生水解，得到透明溶胶；2)将步骤1)得到的透明溶胶在60-80℃下进行凝胶化；3)将步骤2)所得凝胶清洗干净并在常温常压进行干燥，然后浸泡在异戊二烯溶液中，加入氯化锌作催化剂，浸泡结束后常压干燥得到超柔硅气凝胶；4)将步骤3)制备所得超柔硅气凝胶，浸渍在3，4-(亚乙二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)溶液中，常压干燥后得到超柔导电硅气凝胶。方式二，具体包括以下步骤：1)将乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧硅烷、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac
混合在醋酸溶液中，室温搅拌下酸催化水解烷氧硅烷，得透明溶胶；2)将步骤1)得到的透明溶胶在60-80℃下进行凝胶化；3)将步骤2)所得凝胶清洗干净并在常温常压进行干燥得到超柔硅气凝胶；4)将步骤3)制备所得超柔硅气凝胶，浸渍在3，4-(亚乙二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)溶液中，常压干燥后得到超柔导电硅气凝胶。方式三，具体包括以下步骤：1)将乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧硅烷、山梨酸钾、尿素和表面活性剂ctac混合在pedot:pss中，室温搅拌一段时间，在酸性条件下水解硅烷；2)将步骤1)得到的透明溶胶在60-80℃下进行凝胶化；3)将步骤2)所得凝胶清洗干净并在常温常压进行干燥得到超柔导电硅气凝胶。9.一种权利要求1-4任一项所述的超柔导电硅气凝胶在传感器中的应用。10.一种基于超柔导电硅气凝胶的自供电多参数传感器，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的超柔导电硅气凝胶、电极和电信号测量装置；所述电信号测量装置用于测量所述电极与超柔导电硅气凝胶之间接触电信号及其变化。

技术总结

本发明公开了一种超柔导电硅气凝胶及其制备方法和在传感器中的应用。该超柔导电硅气凝胶包括超柔硅气凝胶和负载在超柔硅气凝胶中的热电材料；热电材料为3，4-(亚乙二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)。通过一步溶胶-凝胶法、利用乙烯基硅烷作为硅源，与共轭双烯发生双烯合成反应，并负载热电材料制备得到。该超柔导电硅气凝胶，机械性能良好，柔性优异，可压缩范围大，压缩到90％以上可实现完全回弹，并具有导电特性；用于传感器中，探测下限低，灵敏度高，温度分辨率高，稳定性和重复性好，无需连接外部电源，可同时实现温度、压力、湿度的多参数传感，适用于作为人体健康信号的监测和机械仿生手的触觉传感器，且在消防应用方面潜力巨大。且在消防应用方面潜力巨大。