本发明涉及柔性电子学、电化学以及材料科学，具体为一种具有双导电网络柔性可拉伸电极的制备方法及应用。
背景技术：
1、近些年来，随着柔性电子学的发展，柔性可穿戴电极的制备与应用得到广泛的关注，研究人员发现将柔性可穿戴电极应用人体运动监测方面有很大的优势，它们可以检测外部环境施加的压力，温度以及应变等刺激；研究表明这些材料可以广泛的应用于人体运动监测，医疗健康监测，人机交互，柔性超级电容器以及电子皮肤与纹身等领域。
2、但目前为止，商业化的柔性可穿戴电极主要由基于金属和半导体材料组成，但是由于其材料本身固有的刚性强导致其拉伸性差，其次还存在分辨率低和传感范围有限的劣势，导致了基于金属和半导体材料组成的传柔性可穿戴电极不能满足柔性可穿戴电极的检测要求。基于对柔性可穿戴电极的要求，同时为了满足对人体运动状态下的关节运动和温度变化监测，这就要求柔性可拉伸电极必须具有对应变和温度监测的功能且具有宽的传感范围以及较高的灵敏度。为了提高柔性可穿戴电极的可拉伸性和灵敏度以满足可穿戴电子产品的要求，在弹性体中掺杂了大量导电纳米材料形成传感膜对柔性可穿戴电极研究具有重要意义。
3、鉴于此，提供一种具有双导电网络柔性可拉伸电极的制备方法及应用以克服上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种具有双导电网络柔性可拉伸电极的制备方法及应用，目的在于解决柔性可拉伸电极检测范围有限，工艺复杂，成本昂贵等问题；本发明的双导电网络电极具有优异的拉伸性，拉伸导电性，生物相容性以及对人体无毒害作用，能够稳定的对人体运动实现连续监测。
2、为解决上述技术问题，本发明提供的本发明提供了一种具有双导电网络柔性可拉伸电极，该电极具有双导电网络，第一导电网络由聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)和热塑性聚氨酯(tpu)形成，第二导电网络由碳纳米管(cnt)和聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)与热塑性聚氨酯(tpu)三者之间形成，最终形成的是纤维状导电网络并且由于基团间反应形成氢键，增强了力学和电学性能。
3、一种具有双导电网络柔性可拉伸电极，所述的电极包括为导电纳米材料和高分子聚合物材料，所述导电纳米材料填充物为碳纳米管(cnt)，高分子聚合物材料是聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)和热塑性聚氨酯(tpu)，三者溶液质量比为0.4:2.6:1.0。所述的柔性可拉伸电极为薄膜状。
4、本发明所述的导电纳米材料为多壁碳纳米管(cnt)，特殊的化学结构决定了碳纳米管的很多的特殊的物理化学性质，具有优异的力学、电学和热学性能，是一种理想的用弹性体制备可拉伸应变传感器的增强剂和导电纳米填料。
5、本发明所述的聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)是一种导电高分子溶液，具有较高的导电性且与弹性体有良好的相容性。
6、本发明所述的弹性体为热塑性聚氨酯(tpu)具有较高的拉伸性能。
7、因此，将碳纳米管(cnt)、聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)和热塑性聚氨酯(tpu)按照合理的比例可制备得到高拉伸高导电性的柔性电极。
8、碳纳米管(cnt)、聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)和热塑性聚氨酯(tpu)的比例的设置，当导电性组分含量过高时，电极的拉伸性差；当弹性基底的含量过高时，电极的导电性差。
9、当碳纳米管(cnt)、聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)和热塑性聚氨酯(tpu)容液质量比为0.4:2.6:1.0时，制备得到的电极具有高拉伸性和高导电性。制备的电极可以随意形变且具有拉伸导电性满足了人体运动信号的监测。
10、本发明同时提供一种具有双导电网络柔性可拉伸电极的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
11、(1)将磁子放入在未启用的螺口透明玻璃样品瓶中，先加入1.0g热塑性聚氨酯(tpu)溶液得到溶液a，后加入2.6g聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)溶液得到溶液b。
12、(2)将溶液b放置恒温搅拌台3h进行溶液反应，转速为300rpm/min～600rpm/min。
13、(3)将步骤(2)反应完全后的溶液b加入0.4g碳纳米管(cnt)溶液得到溶液c，将其放置在恒温搅拌台2h进行溶液反应，转速调整为500rpm/min～550rpm/min。
14、(4)将步骤(3)反应完全的混合溶液c放置在冰箱内，低温静置12-24h以去除溶液中的气泡。
15、(5)将步骤(4)静置后的混合溶液c均匀的滴涂在i to玻璃片表面，放入真空干燥箱2.5h去除水分。
16、(6)将步骤(5)中得到的具有双导电网络柔性可拉伸电极从ito玻璃片表面取下，裁剪成所需要的一定尺寸的电极焊接铜丝并引线连接，得到测试时所使用的柔性可拉伸电极进行人体运动信号的监测。
17、优选地，所述步骤(1)溶液b中，聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)溶液质量分数约为1.3％，热塑性聚氨酯(tpu)溶液质量分数约为40％。
18、优选地，所述步骤(1)溶液b中，聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)与热塑性聚氨酯(tpu)固体质量比为0.338:4。
19、优选地，所述步骤(3)溶液c中，碳纳米管(cnt)溶液质量分数为10％。
20、优选地，所述步骤(3)溶液c中，碳纳米管(cnt)与聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)与热塑性聚氨酯(tpu)固体质量比为0.04:0.338:4。
21、优选地，所述步骤(4)溶液c中，冰箱设定温度一般为3-5℃。
22、优选地，所述步骤(6)溶液c中，玻璃片材料成分为氧化铟锡；电极大小一般为1.5*2cm；铜丝为其直径为0.3～0.5mm，长度约10-15cm。
23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24、1、本发明的双导电网络柔性可拉伸电极不仅具有高导电性，而且还具有高拉性(1100％)。
25、2、本发明的双导电网络柔性可拉伸电极具有很好的应变不敏感性。
26、3、本发明的双导电网络柔性可拉伸电极可对人体运动的生理信号进行稳定而持续的监测。
1.一种具有双导电网络柔性可拉伸电极，其特征在于，电极包括导电纳米材料和高分子聚合物材料，高分子聚合物弹性材料为热塑性聚氨酯(tpu)，导电填料为碳纳米管(cnt)和聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)，柔性可拉伸电极为薄膜状。
2.如权利要求1所述的一种具有双导电网络柔性可拉伸电极，其特征在于：碳纳米管(cnt)：聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)：热塑性聚氨酯(tpu)溶液质量比为0.4:2.6:1.0。
3.如权利要求2所述的一种具有双导电网络柔性可拉伸电极，其特征在于：导电填料为碳纳米管(cnt)溶液和聚(3,4乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)，碳纳米管(cnt)为多壁碳纳米管水分散液，碳纳米管(cnt)固体含量为10wt％，高分子聚合物pedot:pss溶液固体含量为1.3％。
4.如权利要求2所述的一种具有双导电网络柔性可拉伸电极，其特征在于：聚合物弹性体材料为热塑性聚氨酯(tpu)溶液，热塑性聚氨酯(tpu)固体含量为40％。
5.如权利要求1所述的一种具有双导电网络柔性可拉伸电极，其特征在于：玻璃片材质为氧化铟锡(ito)；外接电极铜丝引线的直径为0.3～0.5mm，长度为10-15cm。
6.一种具有双导电网络柔性可拉伸电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.一种如权利要求1～5任一项所述的具有双导电网络柔性可拉伸电极在人体运动信号监测方面的应用。
8.一种利用权利要求1～5任一项所述具有双导电网络柔性可拉伸电极在人体运动信号监测的方法，其特征在于，包含以下步骤：
