一种多功能静电纺丝复合材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种多功能静电纺丝复合材料及其制备方法和应用，先将导电P(St‑MAA)@PPy微球吸附在热塑性聚氨酯静电纺纤维的表面，形成类似于章鱼触角的微结构，然后通过一个微型喷枪将MXene分散体喷到准备好的P(St‑MAA)@PPy/TPUEM表面；随着MXene纳米片沉积在P(St‑MAA)@PPy/TPUEM的表面和内部，在材料内形成了具有特殊微结构的导电网络。本发明的多功能静电纺丝复合材料适用于压力传感、压力‑电热变色器件和湿敏传感，压力传感器受压过程中，其内部的导电网络发生大幅变化，与此同时，MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM压力传感器受压过程中，其电大幅下降；本发明的制备方法工艺简单，避免了传统高灵敏压力传感材料制备过程中需要利用刻蚀和溅射方法构建导电微观结构所存在的工艺难度大、成本高等缺陷。

权利要求

1.一种多功能静电纺丝复合材料的制备方法，所述静电纺丝复合材料具有湿度传感、压力传感、以及压力‑电热变色功能，其特征在于，包括以下步骤：S1：先将羧基改性聚苯乙烯P(St‑MAA)微球均匀分散于水中得到体系A，将吡咯单体溶于到乙醇中得到体系B，将体系B加入体系A中得到体系C，将体系C置于冰水浴中继续加入浓盐酸持续搅拌，最后加入过硫酸铵水溶液引发吡咯的聚合，聚合反应后通过离心清洗得到导电微球P(St‑MAA)@PPy；

S2：将S1中得到的导电微球P(St‑MAA)@PPy分散在乙醇中制备P(St‑MAA)@PPy分散液，然后用真空抽滤的方式将P(St‑MAA)@PPy微球泵入聚氨酯静电纺丝膜中，微球被吸附在热塑性聚氨酯静电纺纤维的表面，形成类似于章鱼触角的微结构，晾干后得到P(St‑MAA)@PPy/TPUEM；

S3：将氟化锂放入盐酸溶液中，搅拌均匀后继续将MAX‑Ti3AlC2缓慢加入氟化锂/盐酸混合分散液中，充分搅拌后持续反应，取出得到的混合液体进行离心、清洗提纯，重复操作离心‑清洗工序至上清夜的pH=5 7时，再用乙醇水溶液超声清洗上述得到的沉淀物离心，去除~上层液体得到的沉淀产物再加入水超声分散后离心，黑棕 色上层分散液为少层的MXene水分散液；然后利用微型喷枪将MXene水分散液重复喷洒在P(St‑MAA)@PPy/TPUEM表面，随着MXene纳米片沉积在P(St‑MAA)@PPy /TPUEM的表面和内部，在材料内形成了具有特殊微结构的导电网络；制备的样品是MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中，所述体系A中P(St‑MAA)的加入量为10‑30mg/mL；所述体系B中吡咯单体与乙醇的体积比为（1 5）：25；所述体系A与体系B的~体积比为（1 4）:1；所述浓盐酸的浓度为7 11 M，所述体系C中盐酸的加入量为16 40mg/mL，~ ~ ‑1 ~过硫酸铵水溶液的浓度范围为50 200 mg mL ，加入量为2 5mL。

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3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中，所述P(St‑MAA)@PPy分散液中P(St‑MAA)@PPy的浓度为5.0 10.0mg/ mL。

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4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中，所述盐酸的浓度为11 15M，氟化~锂的加入量为25~125mg/mL，MAX‑Ti3AlC2的加入量为25~125mg/mL；加入MAX‑Ti3AlC2充分搅拌后持续反应的条件为：温度控制在35 45℃，搅拌反应时间为24h‑36h；MXene水分散液的~浓度2.5 15mg/mL。

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5.根据权利要求1‑4中任一项权利要求所述方法制备得到的多功能静电纺丝复合材料。

6.权利要求5所述多功能静电纺丝复合材料在传感领域的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在湿度传感领域的应用，具体为将一块MXene/P(St‑MAA) @PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极的聚酰亚胺薄膜表面，然后用透明胶带将MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM的四周边缘粘贴密封，以保证MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM和叉指电极之间的充分接触，在叉指电极上连接导电即构成湿度传感器件。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在压力传感领域的应用，具体为将一块MXene/P(St‑MAA) @PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极的聚酰亚胺薄膜表面，然后用PMDS膜封装，叉指电极上连接导电即为压力传感器件。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，在所述压力传感器表层依次涂敷弹性白胶浆和温变染料浆，烘干后组装了一个压力‑电热变色器件。

10.根据权利要求7或者8所述的应用，其特征在于，所述叉指电极印制的叉指宽和叉指间距不同，叉指宽1.0 2.5 mm，叉指间距0.5 1.5 mm。

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说明书

一种多功能静电纺丝复合材料及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明属于功能纳米材料领域，具体涉及一种适用于压力传感、压力‑电热变色器件和湿敏传感的多功能静电纺丝复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 在当前这个互联网高速发展的时代，轻质柔性可穿戴电子器件受到了巨大关注。在未来的多种实际应用领域当中，如电子皮肤，柔性可触摸显示器，人机交互，人类医疗实时监控，和人体运动监测等，由柔性基底和导电材料构建的电阻式压力传感器被认为是最具有产业化前景的，因为它具有传感性能可靠、制造成本低、不易受外界环境干扰和相对较低的能耗的优势。以往对压力传感器的研究取得了很大的进展，且这些研究工作的目标多用于提升传感器的灵敏度、传感范围和稳定性。尤其是在人体运动和生理监测方面，高灵敏的压力传感器通过实时获取人体生命信号实现对健康状态的持续监测，这对于未来实现个性化医疗和诊断至关重要。

[0003] 为了有效提升压力传感器的灵敏度，在具有微观结构柔性基底表面引入性能优异的导电材料已经被证明是一种有效策略。这是因为在柔性基底中构筑各种微观结构或纳米结构几何形状能增加其在压力载荷下的接触电阻变化程度，从而提高压力传感器的灵敏度。在以往研究工作中微金字塔结构、微柱结构、微半球结构、微锥阵列、空心球微结构、及联锁微结构都有被公布。虽然这些报告的压力传感器表现出很高的灵敏度，但在压力传感材料制备过程中往往需要复杂的制造工艺和昂贵的导电原材料。例如在聚二甲基硅氧烷膜表面塑造微观结构往往需要通过定制模具或光刻过程来完成，这需要特殊设备及工艺才能实现，这也一定程度上限了该类压力传感的应用。

发明内容

[0004] 发明目的：本发明的目的是解决传统高灵敏压力传感材料制备过程中需要利用刻蚀和溅射方法构建导电微观结构所存在的工艺难度大、成本高的问题，提供一种适用传感领域的多功能静电纺丝复合材料及其制备方法；本发明的另一个目的是提供上述复合材料在传感领域的应用。

[0005] 技术方案：本发明所述的一种多功能静电纺丝复合材料的制备方法，所述静电纺丝复合材料具有湿度传感、压力传感、以及压力‑电热变色功能，包括以下步骤：

[0006] S1：先将P(St‑MAA)(羧基改性聚苯乙烯)微球均匀分散于水中得到体系A，将吡咯单体溶于到乙醇中得到体系B，将体系B加入体系A中得到体系C，将体系C置于冰水浴中继续加入浓盐酸持续搅拌，最后加入过硫酸铵水溶液引发吡咯的聚合，聚合反应后通过离心清洗得到导电微球P(St‑MAA)@Ppy；

[0007] S2：将S1中得到的导电微球P(St‑MAA)@PPy分散在乙醇中制备P(St‑MAA)@PPy分散液，然后用真空抽滤的方式将P(St‑MAA)@PPy微球泵入聚氨酯静电纺丝膜中，这些微球被吸附在热塑性聚氨酯静电纺纤维的表面，形成类似于章鱼触角的微结构；晾干后得到P(St‑MAA)@PPy/TPUEM；

[0008] S3：将氟化锂放入盐酸溶液中，搅拌均匀后继续将MAX‑Ti3AlC2缓慢加入氟化锂/盐酸混合分散液中，充分搅拌反应后，取出得到的混合液体进行离心，清洗提纯，重复操作离心‑清洗工序至上清夜的pH＝5～7时，再用乙醇水溶液超声清洗上述得到的沉淀物离心，去除上层液体得到的沉淀产物再加入去离子水超声分散后离心，黑粽色上层分散液为少层的MXene水分散液；然后利用微型喷枪将MXene水分散液重复喷洒在P(St‑MAA)@PPy/TPUEM表面，随着MXene纳米片沉积在P(St‑MAA)@PPy/TPUEM的表面和内部，在材料内形成了具有特殊微结构的导电网络；由此制备的样品是MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM复合材料。

[0009] 进一步的，S1中，所述体系A中P(St‑MAA)的加入量为10‑30mg/mL；所述体系B中吡咯单体与乙醇的体积比为(1～5)∶25；所述体系A与体系B的体积比为(1～4)∶1；所述浓盐酸的浓度为7～11M，所述体系C中盐酸的加入量为16～40mg/mL，过硫酸铵水溶液的浓度范围‑1为50～200mg mL ，加入量为2～5mL。

[0010] 进一步的，S2中，所述P(St‑MAA)@PPy分散液中P(St‑MAA)@PPy的浓度为5.0～10.0mg/mL。

[0011] 进一步的，S3中，所述盐酸的浓度为11～15M，氟化锂的加入量为25～125mg/mL，MAX‑Ti3AlC2的加入量为25～125mg/mL；加入MAX‑Ti3AlC2后充分搅拌反应的条件为：温度控制在35～45℃，搅拌反应时间为24h‑36h；MXene水分散液的浓度2.5～15mg/mL。MXenes(Ti3C2Tx)作为一种新发现的二维金属碳化物和碳化物，由于具有良好的亲水性、高导电性和特殊的层结构，在制备压力传感复合材料方面显示出巨大的潜力。

[0012] 利用上述制备方法得到的多功能静电纺丝复合材料。

[0013] 上述多功能静电纺丝复合材料在传感领域的应用。

[0014] 进一步的，在湿度传感领域的应用，具体为将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极的聚酰亚胺薄膜表面，然后用透明胶带将MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM的四周边缘粘贴密封，以保证MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM和叉指电极之间的充分接触，在叉指电极上连接导电即构成湿度传感器件。

[0015] 进一步的，在压力传感领域的应用，具体为将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极的聚酰亚胺薄膜表面，然后用PMDS膜封装，叉指电极上连接导电即为压力传感器件。

[0016] 进一步的，在所述压力传感器上表层依次涂敷弹性白胶浆和温变染料浆，烘干后组装成一个压力‑电热变色器件。

[0017] 进一步的，所述叉指电极印制的叉指宽和叉指间距不同，叉指宽1.0～2.5mm，叉指间距0.5～1.5mm。

[0018] 进一步的，温变染料浆中的染料主要指无色变有色染料、有色变有色染料、有色变无色染料，温变温度范围从30～75℃

[0019] 用本发明的制备方法制备得到MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM复合材料，所构建的压力传感器之所以表现出较高灵敏度，是因为导电P(St‑MAA)@PPy微球被吸附在热塑性聚氨酯静电纺纤维的表面，形成类似于章鱼触角的微结构；然后通过一个微型喷枪将MXene分散体喷到准备好的P(St‑MAA)@PPy/TPUEM表面，随着MXene纳米片沉积在P(St‑MAA)@PPy/TPUEM的表面和内部，在材料内形成了具有特殊微结构的导电网络。压力传感器受压过程中，其内部的导电网络发生大幅变化，与此同时，MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM压力传感器2
受压过程中，其电阻大幅下降，根据焦耳定律：Q＝U t/R，在电压一定的情况下，压力传感器受压电阻变小，其电致发热效果明显提升。此外，由于MXene具有明显的湿度传感性能，MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM也表现出了快速湿敏传感特性。

[0020] 有益效果：与现有具有微观结构的压力传感器相比，本发明的显著优点：

[0021] (1)本发明工艺简单，避免传统高灵敏压力传感材料制备过程中需要利用刻蚀和溅射方法构建导电微观结构所存在的工艺难度大、成本高等缺陷；

[0022] (2)本发明中的导电P(St‑MAA)@PPy微球和MXene依次被吸附在TPU静电纺丝纤维表面，在MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM内形成了具有特殊微结构的导电网络，其受压过程中，P(St‑MAA)@PPy微球和MXene接触面积的增大会大幅降低材料的电阻，提升压力传感器的灵敏度。

[0023] (3)本发明中的MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM压力传感器受压过程中，其电阻大幅下降，根据焦耳定律：Q＝U2t/R，在电压一定的情况下，其电致发热效果明显提升。

[0024] (4)本发明中的MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM具有快速湿敏传感特性。

附图说明

[0025] 图1(a)为MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM制备示意图，(b)为压力传感器组装示意图；

[0026] 图2为本发明中MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM制作的湿敏传感器的实物图；

[0027] 图3为本发明中MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM的湿度传感监测哈气；

[0028] 图4为本发明中MXene/P(St‑mAA)@PPy/TPUEM压力传感器的监测口部呼气手指按压；

[0029] 图5为本发明中MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM压力传感器在2v电压下的压力‑电发热性能。

具体实施方式

[0030] 为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

[0031] 实施例1

[0032] (1)将1.0g自制的P(St‑MAA)微球溶解在100mL去离子水中超声分散后加入25mL溶解有1.0mL吡咯单体(Py)的乙醇溶液，在冰水浴中继续加入2.0g浓盐酸持续搅拌2h，最后加‑1入10mL浓度为50mg mL 的过硫酸铵水溶液引发吡咯的聚合，聚合反应持续6h后通过离心清洗得到导电微球P(St‑MAA)@PPy，将其分散在乙醇中制备浓度为5.0mg/mL的P(St‑MAA)@PPy分散液，然后用真空抽滤的方式将P(St‑MAA)@PPy微球泵入TPUEM中，自然晾干后得到P(St‑MAA)@PPy/TPUEM；

[0033] (2)称取1.0g的氟化锂放入40ml盐酸(11M)中搅拌30min.然后继续称取1.0g MAX‑Ti3AlC2缓慢加入氟化锂/盐酸混合分散液中，温度调至35℃持续搅拌24h。取出得到的混合液体进行离心，清洗提纯，重复操作离心‑清洗工序至上清夜的pH＝5时，再用乙醇超声清洗沉淀物后加入去离子水超声分散后离心3min，黑粽色上层分散液为少层的MXene分散液。然后利用微型喷枪将浓度为2.5mg/mL的MXene乙醇分散液重复喷洒在P(St‑MAA)@PPy/TPUEM表面，制备的样品是MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM复合材料；

[0034] (3)将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极(叉指宽1.0mm，叉指间距0.5mm)的聚酰亚胺(PI)薄膜表面，然后用透明胶带将MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM的四周边缘粘贴密封，以保证MXene/P(St‑MAA)@PPv/TPUEM和叉指电极之间的充分接触。这时在叉指电极上连接导电就构成了一个湿度传感器件。

[0035] (4)将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极(叉指宽1.0mm，叉指间距0.5mm)的PI薄膜表面，然后用PMDS膜封装，叉指电极上连接导电就构成了一个压力传感器件。在压力传感器上表层依次涂敷弹性白胶浆和温变染料浆(温变染料浆中的染料是无色变有色染料，温变温度30℃)，烘干后组装了一个压力‑电热变色器件。

[0036] 实施例2

[0037] (1)将3.0g自制的P(St‑MAA)微球溶解在100mL去离子水中超声分散后加入25mL溶解有5.0mL吡咯单体(Py)的乙醇溶液，在冰水浴中继续加入5.0g浓盐酸持续搅拌2h，最后加‑1入10mL浓度为200mg mL 的过硫酸铵水溶液引发吡咯的聚合，聚合反应持续6h后通过离心清洗得到导电微球P(St‑MAA)@PPy，将其分散在乙醇中制备浓度为10.0mg/mL的P(St‑MAA)@PPy分散液，然后用真空抽滤的方式将P(St‑MAA)@PPy微球泵入TPUEM中，自然晾干后得到P(St‑MAA)@PPy/TPUEM；

[0038] (2)称取5.0g的氟化锂放入40ml盐酸(11M)中搅拌30min.然后继续称取5.0g MAX‑Ti3AlC2缓慢加入氟化锂/盐酸混合分散液中，温度调至35℃持续搅拌24h。取出得到的混合液体进行离心，清洗提纯，重复操作离心‑清洗工序至上清夜的pH＝5时，再用乙醇超声清洗沉淀物后加入去离子水超声分散后离心3min，黑粽色上层分散液为少层的MXene分散液。然后利用微型喷枪将浓度为15mg/mL的MXene乙醇分散液重复喷洒在P(St‑MAA)@PPy/TPUEM表面，制备的样品是MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM复合材料；

[0039] (3)将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极(叉指宽2.5mm，叉指间距1.5mm)的聚酰亚胺(PI)薄膜表面，然后用透明胶带将MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM的四周边缘粘贴密封，以保证MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM和叉指电极之间的充分接触。这时在叉指电极上连接导电就构成了一个湿度传感器件。

[0040] (4)将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极(叉指宽2.5mm，叉指间距1.5mm)的PI薄膜表面，然后用PMDS膜封装，叉指电极上连接导电就构成了一个压力传感器件。在压力传感器上表层依次涂敷弹性白胶浆和温变染料浆(温变染料浆中的染料是有色变无色染料，温变温度75℃)，烘干后组装了一个压力‑电热变色器件。

[0041] 实施例3

[0042] (1)将2.0g自制的P(St‑MAA)微球溶解在100mL去离子水中超声分散后加入25mL溶解有2.0mL吡咯单体(Py)的乙醇溶液，在冰水浴中继续加入2.5g浓盐酸持续搅拌2h，最后加‑1入10mL浓度为150mg mL 的过硫酸铵水溶液引发吡咯的聚合，聚合反应持续6h后通过离心清洗得到导电微球P(St‑MAA)@PPy，将其分散在乙醇中制备浓度为7.5mg/mL的P(St‑MAA)@PPy分散液，然后用真空抽滤的方式将P(St‑MAA)@PPy微球泵入TPUEM中，自然晾干后得到P(St‑MAA)@PPy/TPUEM；

[0043] (2)称取2.5g的氟化锂放入40ml盐酸(11M)中搅拌30min.然后继续称取2.5g MAX‑Ti3AlC2缓慢加入氟化锂/盐酸混合分散液中，温度调至35℃持续搅拌24h。取出得到的混合液体进行离心，清洗提纯，重复操作离心‑清洗工序至上清夜的pH＝5时，再用乙醇超声清洗沉淀物后加入去离子水超声分散后离心3min，黑粽色上层分散液为少层的MXene分散液。然后利用微型喷枪将浓度为10.0mg/mL的MXene乙醇分散液重复喷洒在P(St‑MAA)@PPy/TPUEM表面，制备的样品是MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM复合材料；

[0044] (3)将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极(叉指宽2.0mm，叉指间距1.0mm)的聚酰亚胺(PI)薄膜表面，然后用透明胶带将MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM的四周边缘粘贴密封，以保证MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM和叉指电极之间的充分接触。这时在叉指电极上连接导电就构成了一个湿度传感器件。

[0045] (4)将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极(叉指宽2.0mm，叉指间距1.0mm)的PI薄膜表面，然后用PMDS膜封装，叉指电极上连接导电就构成了一个压力传感器件。在压力传感器上表层依次涂敷弹性白胶浆和温变染料浆(温变染料浆中的染料是有色变有色染料，温变温度范围45℃)，烘干后组装了一个压力‑电热变色器件。

[0046] 实施例4

[0047] (1)将2.0g自制的P(St‑MAA)微球溶解在100mL去离子水中超声分散后加入25mL溶解有3.0mL吡咯单体(Py)的乙醇溶液，在冰水浴中继续加入2.0g浓盐酸持续搅拌2h，最后加‑1入10mL浓度为100mg mL 的过硫酸铵水溶液引发吡咯的聚合，聚合反应持续6h后通过离心清洗得到导电微球P(St‑MAA)@PPy，将其分散在乙醇中制备浓度为6.0mg/mL的P(St‑MAA)@PPy分散液，然后用真空抽滤的方式将P(St‑MAA)@PPy微球泵入TPUEM中，自然晾干后得到P(St‑MAA)@PPy/TPUEM；

[0048] (2)称取4.0g的氟化锂放入40ml盐酸(11M)中搅拌30min.然后继续称取2.0g MAX‑Ti3AlC2缓慢加入氟化锂/盐酸混合分散液中，温度调至35℃持续搅拌24h。取出得到的混合液体进行离心，清洗提纯，重复操作离心‑清洗工序至上清夜的pH＝5时，再用乙醇超声清洗沉淀物后加入去离子水超声分散后离心3min，黑粽色上层分散液为少层的MXene分散液。然后利用微型喷枪将浓度为7.5mg/mL的MXene乙醇分散液重复喷洒在P(St‑MAA)@PPy/TPUEM表面，制备的样品是MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM复合材料；

[0049] (3)将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极(叉指宽1.0mm，叉指间距1.0mm)的聚酰亚胺(PI)薄膜表面，然后用透明胶带将MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM的四周边缘粘贴密封，以保证MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM和叉指电极之间的充分接触。这时在叉指电极上连接导电就构成了一个湿度传感器件。

[0050] (4)将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极(叉指宽1.0mm，叉指间距0.5mm)的PI薄膜表面，然后用PMDS膜封装，叉指电极上连接导电就构成了一个压力传感器件。在压力传感器上表层依次涂敷弹性白胶浆和温变染料浆(温变染料浆中的染料是有色变有色染料，温变温度30℃)，烘干后组装了一个压力‑电热变色器件。

[0051] 实施例5

[0052] (1)将3.0g自制的P(St‑MAA)微球溶解在100mL去离子水中超声分散后加入25mL溶解有1.5mL吡咯单体(Py)的乙醇溶液，在冰水浴中继续加入2.5g浓盐酸持续搅拌2h，最后加‑1入10mL浓度为50mg mL 的过硫酸铵水溶液引发吡咯的聚合，聚合反应持续6h后通过离心清洗得到导电微球P(St‑MAA)@PPy，将其分散在乙醇中制备浓度为10.0mg/mL的P(St‑MAA)@PPy分散液，然后用真空抽滤的方式将P(St‑MAA)@PPy微球泵入TPUEM中，自然晾干后得到P(St‑MAA)@PPy/TPUEM；

[0053] (2)称取2.5g的氟化锂放入40ml盐酸(11M)中搅拌30min.然后继续称取1.0g MAX‑Ti3AlC2缓慢加入氟化锂/盐酸混合分散液中，温度调至35℃持续搅拌24h。取出得到的混合液体进行离心，清洗提纯，重复操作离心‑清洗工序至上清夜的pH＝5时，再用乙醇超声清洗沉淀物后加入去离子水超声分散后离心3min，黑粽色上层分散液为少层的MXene分散液。然后利用微型喷枪将浓度为15mg/mL的MXene乙醇分散液重复喷洒在P(St‑MAA)@PPy/TPUEM表面，制备的样品是MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM复合材料，如图1中的(a)所示；

[0054] (3)将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极(叉指宽2.5mm，叉指间距1.5mm)的聚酰亚胺(PI)薄膜表面，然后用透明胶带将MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM的四周边缘粘贴密封，以保证MXene/P(St‑MAA)@PPv/TPUEM和叉指电极之间的充分接触。这时在叉指电极上连接导电线就构成了一个湿度传感器件，如图2所示。

[0055] 图3为湿度传感器件的监测哈气，显示出较好的湿度传感性能。

[0056] (4)将一块MXene/P(St‑MAA)@PPy/TPUEM放置在一个含有叉指电极(叉指宽1.0mm，叉指间距0.5mm)的PI薄膜表面，然后用PMDS膜封装，叉指电极上连接导电就构成了一个压力传感器件，如图1中的(b)。该压力传感器可监控人体呼气和手指按压等，如图4所示。在压力传感器上表层依次涂敷弹性白胶浆和温变染料浆(温变染料浆中的染料是有红色变黄色染料，温变温度30℃)，烘干后组装了一个压力‑电热变色器件。该器件在2V电压下受到玻璃棒按压处的温度可高达48.08℃(如图5)，这时按压处由红色变为黄色。