本發(fā)明屬于柔性呼吸傳感器材料的制備方法及工藝領(lǐng)域，更具體的，涉及一種預(yù)拉伸釋放制備可拉伸呼吸探測(cè)材料的方法。

背景技術(shù)：

可穿戴式人體呼吸狀態(tài)監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)和開發(fā)在最近幾年里引來了眾多的關(guān)注，主要是由于醫(yī)療成本增加以及微型可穿戴傳感器、智能紡織品、微電子學(xué)、和無線通信等科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)，使得戴式人體呼吸狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)穿戴者的日?；顒?dòng)的影響降到最低，以期實(shí)現(xiàn)低生理、心理負(fù)荷下的個(gè)人健康管理和對(duì)病人健康狀況實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，比如早期預(yù)報(bào)睡眠呼吸暫停低通氣綜合癥等。因此可以極早預(yù)防各種并發(fā)癥的發(fā)生，提高患者的存活率?？纱┐鞅O(jiān)測(cè)技術(shù)為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)睡眠呼吸暫停低通氣綜合征病人的呼吸狀態(tài)提供了一種簡(jiǎn)便方法。然而，目前醫(yī)療及健康探測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用于呼吸監(jiān)測(cè)傳感器的材料通常成本較高，制備過程復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

因此，開發(fā)新型工藝來制備具有良好可拉伸性的低成本呼吸探測(cè)材料具有重要的實(shí)際意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)易的制備可拉伸呼吸探測(cè)材料的預(yù)拉伸釋放方法，用于解決現(xiàn)有材料成本較高，制備過程復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)等技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的可拉伸呼吸探測(cè)材料的方法，技術(shù)方案為

一種制備可拉伸呼吸探測(cè)材料的方法，包括如下步驟：

(1)將粘性可拉伸橡膠襯底進(jìn)行一定程度的預(yù)拉伸；

(2)將丁腈橡膠膜直接粘貼在預(yù)拉伸的粘性可拉伸橡膠襯底上；粘性可拉伸橡膠襯底本身具有很高的粘性，此過程粘結(jié)劑不是必備材料；

(3)釋放預(yù)拉伸應(yīng)力，形成褶皺的丁腈橡膠膜，得到可拉伸呼吸探測(cè)材料。

優(yōu)選地，所述可拉伸橡膠襯底預(yù)拉伸率為未拉伸時(shí)原長(zhǎng)的100％～500％。

優(yōu)選地，所述粘性可拉伸橡膠襯底為可拉伸超高粘性膠帶VHB。

本發(fā)明所制備的可拉伸呼吸探測(cè)材料的探測(cè)機(jī)制在于呼吸中的水氣在褶皺的丁腈橡膠膜表面形成水分子膜的瞬時(shí)導(dǎo)電作用——呼氣時(shí)水分子凝結(jié)成膜使得電極間的電阻降低(電流上升)，呼氣停止后水分子膜瞬間揮發(fā)并使得電極間的電阻增大(電流下降)，因此可以根據(jù)電阻變化引發(fā)的電流變化來探測(cè)呼吸；同時(shí)由于褶皺所引發(fā)的毛細(xì)作用，可以使材料分辨出呼吸的強(qiáng)弱；由于所選襯底可拉伸，因此探測(cè)材料具有良好的可拉伸性；同時(shí)原材料成本低廉，制備工藝簡(jiǎn)便，因此還具有成本低的特點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果是：通過簡(jiǎn)單易行的預(yù)拉伸-粘貼-釋放工藝步驟，可以制備出一種具有可拉伸呼吸探測(cè)材料，與目前的制備工藝相比，該技術(shù)具有簡(jiǎn)單易行的制備工藝、極短的工藝周期、以及較低的成本。該方法不需要復(fù)雜的工藝步驟以及繁多的輔助材料，僅需要將丁腈橡膠膜粘貼在預(yù)拉伸的粘性可拉伸橡膠襯底上，并釋放預(yù)拉伸應(yīng)力(形成褶皺的丁腈橡膠膜)，即可制備出可拉伸呼吸探測(cè)材料，與目前常見的制備方法相比，具有極其優(yōu)異的工藝便利性。并且與目前常見的探測(cè)呼吸的半導(dǎo)體材料不同，該絕緣材料具有極佳的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為實(shí)例2-4所制備的可拉伸呼吸探測(cè)材料的形貌照片；圖2為實(shí)例2-4所制備的可拉伸呼吸傳感器的探測(cè)信號(hào)。

各圖中可以看到丁腈橡膠膜褶皺的形成，圖中標(biāo)尺為1mm。

圖1(a)是實(shí)例1的微觀形貌；圖1(b)是實(shí)例2微觀形貌；圖1(c)實(shí)例3微觀形貌；圖2(a)是實(shí)例1拉伸呼吸探測(cè)材料性能；圖2(b)是實(shí)例2拉伸呼吸探測(cè)材料性能；圖2(c)是實(shí)例3拉伸呼吸探測(cè)材料性能。

具體實(shí)施方式

下面通過借助實(shí)施例更加詳細(xì)地說明本發(fā)明，但以下實(shí)施例僅是說明性的，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受這些實(shí)施例的限制。

本發(fā)明實(shí)例提供的一種制備可拉伸呼吸探測(cè)材料的方法，其具體實(shí)施步驟為：

(一)預(yù)拉伸：粘性橡膠VHB襯底進(jìn)行一定程度的預(yù)拉伸。

預(yù)拉伸范圍為100％～500％。

(二)粘貼：將丁腈橡膠膜粘貼在(一)中的VHB襯底上。

(三)釋放：將(二)中的VHB襯底的應(yīng)變釋放(形成褶皺的丁腈橡膠膜)，獲得拉伸呼吸探測(cè)材料。

實(shí)例：

實(shí)例1

步驟1，配料：預(yù)拉伸：粘性橡膠VHB襯底進(jìn)行300％的預(yù)拉伸。

步驟2，粘貼：將丁腈橡膠膜粘貼在步驟1中的VHB襯底上。

步驟3，釋放：將步驟2中的VHB襯底的應(yīng)變釋放(形成褶皺的丁腈橡膠膜)，獲得拉伸呼吸探測(cè)材料。微觀形貌如圖1(a)所示。

采用數(shù)字電流表測(cè)試電流信號(hào)隨時(shí)間的變化，獲得拉伸呼吸探測(cè)材料性能如圖2(a)所示(前30秒為弱呼吸對(duì)應(yīng)的信號(hào)，后30秒為強(qiáng)呼吸對(duì)應(yīng)的信號(hào))。與現(xiàn)有技術(shù)或方法相比，本實(shí)例在工藝更簡(jiǎn)便(沒有涉及高溫高壓等苛刻環(huán)境、也沒有發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)等)、原材料成本更低廉(沒有使用現(xiàn)有技術(shù)和方法通常涉及的納米材料、貴金屬材料、復(fù)雜化合物材料等) 的條件下，可以完成對(duì)呼吸的探測(cè)，具有顯著的成本和工藝優(yōu)勢(shì)。

實(shí)例2

步驟1，配料：預(yù)拉伸：粘性橡膠VHB襯底進(jìn)行200％的預(yù)拉伸。

步驟2，粘貼：將丁腈橡膠膜粘貼在步驟1中的VHB襯底上。

步驟3，釋放：將步驟2中的VHB襯底的應(yīng)變釋放(形成褶皺的丁腈橡膠膜)，獲得拉伸呼吸探測(cè)材料。微觀形貌如圖1(b)所示。

采用數(shù)字電流表測(cè)試電流信號(hào)隨時(shí)間的變化，獲得拉伸呼吸探測(cè)材料性能如圖2(b)所示(前30秒為弱呼吸對(duì)應(yīng)的信號(hào)，后30秒為強(qiáng)呼吸對(duì)應(yīng)的信號(hào))。與現(xiàn)有技術(shù)或方法相比，本實(shí)例在工藝更簡(jiǎn)便(沒有涉及高溫高壓等苛刻環(huán)境、也沒有發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)等)、原材料成本更低廉(沒有使用現(xiàn)有技術(shù)和方法通常涉及的納米材料、貴金屬材料、復(fù)雜化合物材料等)的條件下，可以完成對(duì)呼吸的探測(cè)，具有顯著的成本和工藝優(yōu)勢(shì)。

實(shí)例3

步驟1，配料：預(yù)拉伸：粘性橡膠VHB襯底進(jìn)行500％的預(yù)拉伸。

步驟2，粘貼：將丁腈橡膠膜粘貼在步驟1中的VHB襯底上。

步驟3，釋放：將步驟2中的VHB襯底的應(yīng)變釋放(形成褶皺的丁腈橡膠膜)，獲得拉伸呼吸探測(cè)材料。微觀形貌如圖1(c)所示。

采用數(shù)字電流表測(cè)試電流信號(hào)隨時(shí)間的變化，獲得拉伸呼吸探測(cè)材料性能如圖2(c)所示(前30秒為弱呼吸對(duì)應(yīng)的信號(hào)，后30秒為強(qiáng)呼吸對(duì)應(yīng)的信號(hào))。與現(xiàn)有技術(shù)或方法相比，本實(shí)例在工藝更簡(jiǎn)便(沒有涉及高溫高壓等苛刻環(huán)境、也沒有發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)等)、原材料成本更低廉(沒有使用現(xiàn)有技術(shù)和方法通常涉及的納米材料、貴金屬材料、復(fù)雜化合物材料等)的條件下，可以完成對(duì)呼吸的探測(cè)，具有顯著的成本和工藝優(yōu)勢(shì)。

實(shí)例4

步驟1，配料：預(yù)拉伸：粘性橡膠VHB襯底進(jìn)行100％的預(yù)拉伸。

步驟2，粘貼：將丁腈橡膠膜粘貼在步驟1中的VHB襯底上。

步驟3，釋放：將步驟2中的VHB襯底的應(yīng)變釋放(形成褶皺的丁腈橡膠膜)，獲得拉伸呼吸探測(cè)材料。

采用數(shù)字電流表測(cè)試電流信號(hào)隨時(shí)間的變化，獲得拉伸呼吸探測(cè)材料雖然可以探測(cè)呼吸的次數(shù)，但難以辨別不同強(qiáng)度的呼吸。

以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)施例所公開的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。