本发明涉及温度传感器制备，具体涉及为一种石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法及其应用。
背景技术：
1、目前可穿戴柔性温度传感器的热电材料主要有以下几类：1 .含碳的材料。常见的碳材料有炭黑、石墨、碳纳米管和石墨烯。2 .含金属及其氧化物的材料。常用的导电金属材料有金、银、铜、铂金、镍和铝等。3 .含导电聚合物的材料。常用的热敏聚合物材料有pedot:pss(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸))、p3ht(聚-3-己基噻吩)、pnipam(聚(n-异丙基丙烯酰胺))、ppy(聚吡咯)、pvdf(聚偏二氟乙烯)等。通常，通过单一的的热电材料制备和将不同的两种热电材料混合制备复合材料这两种方式制得有效的温敏导电材料。单一的热电材料制备温敏导电材料：srinivas gandla等采用激光诱导pi(聚酰亚胺)基底碳化的方式制备了一种稳定和高线性的温度传感器，该传感器的响应时间为1s，分辨率为0.2℃，其电阻温度系数为0.00142℃-1。zheng cui等报道了一种基于银纳米线(agnws)的剪纸启发的透气和可伸缩温度传感器，将agnw渗流网络封装在薄聚酰亚胺薄膜中。通过改变纳米线密度和热退火温度来定制agnw网络的电阻温度系数；选择200℃退火后密度为2.053μm-2的agnw网络制作温度传感器，tcr为3.32×10-3℃-1，灵敏度为0.47ω/℃。pedot：pss是一种新型有机导电聚合物，常用于可打印、柔性温度传感器，yu等利用预拉伸和酸处理pedot：pss和pdms(聚二甲基硅氧烷)制备具有微裂纹的柔性温度传感器，较高的裂纹密度和较大的裂纹长度导致更大的温度敏感性，具有最佳裂纹形貌的传感器(裂纹长度：185.2μm，裂纹密度：22.84mm-1 )显示出0.042℃-1的高温灵敏度，良好的线性度为0.998。两种或多种热敏材料混合制备温敏导电材料：ju等制备了由聚(n-异丙基丙烯酰胺) (pn ipam)温敏水凝胶，pedot：pss和cnts组成的高灵敏度电阻温度传感器。在25-40℃的温度范围内，该装置具有2.6％℃-1的灵敏度，并能准确地检测0.5℃的皮肤温度变化。但上述类型的温度传感器仍存在以下不足：1.阻隔性能不强，无法对小分子如氧气、二氧化碳、水蒸气进行阻隔，使得传感器使用寿命有待提高。2 .用单一热电材料制备的温敏导电材料制备得到的温度传感器的某些性能较好，但是存在另外一些性能上的不足。 3 .采用预拉伸等方法制备的温度传感器，容易受到应力拉力等非温度因素的干扰，影响测量结果的准确性。选用两种或多种热敏材料混合制备温敏导电材料时，需要考虑不同材料的相互影响，也需要考虑不同材料的配比对温度感应的影响。
2、为此，提供一种石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法及其应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法，以解决上述的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
3、a、采用化学气相沉积法在金属基底上生长石墨烯，得到第一样片；
4、b、将柔性基底溶液旋涂到第一样片的石墨烯的上面，加热固化柔性基底溶液后得到第二样片，第二样片此时为柔性基底、石墨烯、金属基底从上到下依次设置；步骤b所述柔性基底溶液为热塑性聚酰亚胺溶液或者热固性聚酰亚胺溶液；
5、c、将第二样片放入轰击等离子体的装置，其中第二样片中金属基底的一面朝上，抽真空后轰击等离子体，轰击结束得到第三样片；
6、d、将第三样片中柔性基底的一面粘在硬板上，将其整体中硬板朝上放入蚀刻溶液中，固定让其悬浮在溶液中，蚀刻掉金属基底然后清洗，得到第四样片；
7、e、第四样片中硬板一面朝下放置，在石墨烯的上方旋涂pedot:pss溶液，将其真空干燥固化后得到第五样片，得到的第五样片为pedot:pss薄膜、石墨烯、柔性基底依次上下排列；其中pedot:pss旋涂速度为1000-5000rmp/s，时间为5-60s；
8、f、将第五样片用导电银浆将铜丝固定在pedot:pss薄膜上作电极，得到第六样片；其中pedot:pss薄膜通过导电银浆连接铜丝；
9、g、重复a、b、c操作得到第七样片；
10、h、将第七样片中柔性基底的一面朝上放入蚀刻溶液中，蚀刻掉金属基底后清洗，得到第八样片，第八样片为石墨烯、柔性基底从上至下排列；
11、i、用第六样片中pedot:pss薄膜朝上的一面将第八样片捞出，真空干燥后分离硬板，得到最终传感器产品，传感器为第八样片设置在第六样片上方，即柔性基底、石墨烯、pedot:pss薄膜、石墨烯、柔性基底依次上下排列。
12、进一步地，步骤d和步骤h中蚀刻溶液为过硫酸铵或氯化铁，浓度为0.1-3mol/l；步骤d和步骤h中蚀刻均为两次，第一次蚀刻时间为1-3h，第二次蚀刻时间为1-20h。
13、进一步地，步骤b所述的旋涂速度为100-2000rmp，时间为5-60s。
14、进一步地，步骤c所述的抽真空时间为5-30min。
15、进一步地，步骤c所述的轰击等离子体的功率为low档，low档的功率为7.16w，轰击时间为10-60min。
16、进一步地，步骤a所述金属基底为铜、镍、铂、钴、铁、钼、钌或铱中的一种。
17、进一步地，步骤d所述硬板为石英板。
18、进一步地，步骤d所述清洗的步骤具体操作为：先使用超纯水清洗一次，再使用1：1：20的盐酸、过氧化氢、水的溶液清洗一次，时间为5-60min，后使用超纯水清洗三次，每次1-30min。
19、进一步地，步骤b中加热固化温度为60-90℃，时间为10-60min。
20、进一步地，根据如前权利要求任一项所述制备方法所得的柔性温度传感器在可穿戴设备传感器中的应用。
21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22、化学气相沉积法生长的石墨烯薄膜质量远高于普通石墨烯，且由于pedot:pss与石墨烯薄膜的π-π强相互作用，使得石墨烯薄膜可紧密的连接在pedot:pss层上，且由于两侧都有石墨烯薄膜，形成一个热塑性聚酰亚胺-石墨烯-pedot:pss-石墨烯-热塑性聚酰亚胺的三明治结构，利用石墨烯薄膜的高阻隔性，可大大提高整个传感器对小分子如氧气、二氧化碳、水蒸气的阻隔能力，阻隔性能极为优异，可大幅度的提高其使用寿命。
1.一种石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法，其特征在于：步骤d和步骤h中蚀刻溶液为过硫酸铵或氯化铁，浓度为0.1-3mol/l；步骤d和步骤h中蚀刻均为两次，第一次蚀刻时间为1-3h，第二次蚀刻时间为1-20h。
3.根据权利要求1所述的石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法，其特征在于：步骤b所述的旋涂速度为100-2000rmp，时间为5-60s。
4.根据权利要求3所述的石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法，其特征在于：步骤c所述的抽真空时间为5-30min。
5.根据权利要求3所述的石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法，其特征在于：步骤c所述的轰击等离子体的功率为low档，low档的功率为7.16w，轰击时间为10-60min。
6.根据权利要求3所述的石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法，其特征在于：步骤a所述金属基底为铜、镍、铂、钴、铁、钼、钌或铱中的一种。
7.根据权利要求1所述的石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法，其特征在于：步骤d所述硬板为石英板。
8.根据权利要求1所述的石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法，其特征在于：步骤d所述清洗的步骤具体操作为：先使用超纯水清洗一次，再使用1：1：20的盐酸、过氧化氢、水的溶液清洗一次，时间为5-60min，后使用超纯水清洗三次，每次1-30min。
9.根据权利要求1所述的石墨烯高阻隔柔性温度传感器的制备方法，其特征在于，步骤b中加热固化温度为60-90℃，时间为10-60min。
10.根据权利要求1-9任一项所述制备方法所得的柔性温度传感器在可穿戴设备传感器中的应用。
