CN109613075B - 一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器及其制备方法，所述柔性湿度传感器包括柔性基底、叉指电极和湿敏材料，所述叉指电极位于柔性基底和湿敏材料之间，所述湿敏材料为蚕丝蛋白薄膜。本发明所述蚕丝蛋白薄膜对水分子的选择性吸附的独特特性，它能够检测液态水分子的存在性，甚至可以在特定场合区分液态水分子和气态水分子。因此，本发明所述的柔性湿度传感器能够用于检测环境中是否含有液态水分子，更进一步地讲，在一些特定的场合可以区分是液态水分子和气态水分子的存在。

Description

一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体涉及一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器及其制备方法。

背景技术

湿度传感器是指检测外界环境湿度的传感器，一般情况下的湿度传感器分为电容式、电阻式、压阻式、光学式等多种类型，更为常见的是电容式的和电阻式的湿度传感器。湿度传感器在众多领域都有着重要的应用，比如气象、军事、农业、工业控制、精密测量器械、医疗器械等。但是传统的湿度传感器多是硅基材料，具有刚性大、易破碎的特点，不能根据应用场景进行弯曲变形，这就使得传统的湿度传感器的应用范围受到限制。

近几十年来，随着柔性电子技术的飞速发展，越来越多的柔性传感器被设计出。而由于湿度检测在健康、环境监测等诸多领域的重要性，柔性的湿度传感器也受到越来越多的关注。近些年，基于电阻和电容原理，利用聚合物材料构成的柔性湿度传感器已有报道。国际著名期刊Sensors&Actuators B Chemical上发表的论文《Design and optimizationof an ultra thin flexible capacitive humidity sensor》公开了一种基于电容的柔性湿度传感器，该期刊发表的论文《Novel flexible resistive-type humidity sensor》公开了一种基于电阻的柔性湿度传感器。申请号为201810182699.6的中国发明专利申请公开了一种柔性湿度传感器及其制备方法。然而，水分子存在于空气中的气态和液态两种状态，由于都是吸附水分子改变其电容或者电阻，目前所报道公开的湿度传感器对气态水分子和液态水分子都会有响应。因此，传统的湿度传感器难以区分水在空气中的存在形式。比如对于人呼出的气体，传统的湿度传感器会有明显的响应，但是不能推测里面是否含有液态水。又比如雾天，空气中含有大量的液态水，传统的湿度传感器也不能检测空气中液态水的浓度。这种结果是由于湿敏材料的特性决定的，上述三种公开的湿度传感器分别采用双苯并环丁烯、甲基丙烯酸甲酯和3-(甲基丙烯酰胺基) 丙基三甲基氯化铵聚合物、聚乙烯醇薄膜三种材料作为湿敏材料，它们都是基于化学反应的湿度传感器，并且三种材料都既与气态水分子反应，也与液态水反应。因此，上述三种公开的柔性湿度传感器均没法辨别空气中的水分子存在形式，确切地说是没法检测空气中是否存在液态水，这将限制它们的应用场景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，解决现有柔性湿度传感器无法识别空气中的水分子存在形式的问题。

此外，本发明还提供上述柔性湿度传感器的制备方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，包括柔性基底、叉指电极和湿敏材料，所述叉指电极位于柔性基底和湿敏材料之间，所述湿敏材料为蚕丝蛋白薄膜。

目前的湿度传感器主要包含电阻式湿度传感器和电容式湿度传感器。本发明所述的柔性湿度传感器便是基于电容式的。电容式湿度传感器一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。但是目前想要精确的检测环境湿度仍是一个科学难题，而这些材料制成的湿度传感器都不能分辨空气中的气态水分子和液态水分子，空气中的液态水分子和气态水分子均能使现有的湿度传感器产生响应。

本发明所述蚕丝蛋白薄膜即为蚕丝蛋白，所述蚕丝蛋白对水分子的选择性吸附的独特特性，使得它能够检测液态水分子的存在性，甚至可以在特定场合区分液态水分子和气态水分子。所述蚕丝蛋白为生物可兼容的天然高分子材料，蚕丝蛋白薄膜是将蚕丝蛋白通过旋涂方式制备。本发明所述叉指电极是常用的一种电极图案，采用叉指电极作为电极的图案，它可以延长电极的长度，让湿度传感器更加灵敏。

本发明的工作原理：

当湿度传感器暴露在湿度很高的空气中时，蚕丝蛋白薄膜(湿敏材料)会吸收空气中的水分子，湿敏材料的介电常数增加，从而导致叉指电极间电容增加；相反地，当湿度传感器暴露在湿度很小的空气中时，蚕丝蛋白薄膜会解吸蚕丝蛋白材料中的水分子，湿敏材料的介电常数减小，从而导致叉指电极间电容减小。更为重要的是蚕丝蛋白薄膜对水分子的吸附具有选择性，空气中的气态水分子并不能被蚕丝蛋白所吸收，而空气中的液态水分子能快速的被蚕丝蛋白所吸收(如图3、图4所示)，换句话说，蚕丝蛋白只对液态水分子有响应。因此，本发明所述的柔性湿度传感器能够用于检测环境中是否含有液态水分子，更进一步地讲，在一些特定的场合可以区分是液态水分子和气态水分子的存在。

本发明通过采用生物可兼容的天然高分子材蚕丝蛋白薄膜作为湿度传感器的湿敏材料，所述蚕丝蛋白薄膜对水分子的选择性吸附的独特特性，使得它能够检测液态水分子的存在性，甚至可以在特定场合区分液态水分子和气态水分子。如此，本发明解决了现有柔性湿度传感器无法识别空气中的水分子存在形式的问题。

进一步地，柔性湿度传感器能够区分所处环境中的液态水分子和气态水分子。

进一步地，柔性基底为聚二甲基硅氧烷聚合物基底。

所述聚二甲基硅氧烷聚合物基底具有很好的柔性。

进一步地，聚二甲基硅氧烷聚合物基底通过倒模的方式在与叉指电极配合的一面制造出规则条纹。

即在模具内设置规则条纹。

优选地，所述规则条纹宽度为100μm、高度为50μm，所述聚二甲基硅氧烷聚合物基底的尺寸为65*30*1mm³。

本发明通过在聚二甲基硅氧烷聚合物基底上设置规则条纹，能够有效增大聚二甲基硅氧烷聚合物基底的表面积，因此大大增加了外界与叉指电极之间的湿敏材料的接触表面积，提高柔性湿度传感器的灵敏度。

进一步地，叉指电极为石墨叉指电极，叉指电极预留有电极的引出区域，所述的引出区域面积为5*5mm²。

所述石墨叉指电极不仅导电性能好而且价格低廉，原料易获得。

进一步地，石墨叉指电极采用丝网印刷技术制备。

所述丝网印刷技术是一种具有通用性、可批量化生产、低成本等特性的成熟工艺。

采用了主要成分为石墨的油墨作为制备电极的材料，它具有经济效益，配合丝网印刷技术，可以很容易的进行大规模加工，解决了规模化制备的问题。

进一步地，叉指电极包括N个叉指重叠单元，N为大于等于1的正整数，所述的每个叉指重叠单元有效重叠长度为14.4-14.8mm。

所述的预留区域与所述的叉指电极的距离为2mm，设置有2个引出区域，2个引出区域呈左右对称，且所述的预留区域与所述的叉指电极的厚度相同。

优选地，所述叉指电极的宽度为500μm，所述叉指电极的叉指电长度是15mm,所述叉指电极的间隙200-600μm。

进一步地，蚕丝蛋白薄膜完全覆盖叉指电极。

优选地，所述蚕丝蛋白薄膜的厚度为3-9μm，蚕丝蛋白薄膜的长度和宽度分别为45mm 和20mm。

一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)、制备柔性基底：采用聚二甲基硅氧烷聚合物通过3D打印模具倒模得到柔性基底；

具体地，首先，通过SOLIDWORKS绘图软件画出模具，模具***尺寸75*75*3.5mm³，开槽尺寸65*65*1mm³，开槽底部有规则条纹，规则条纹宽度为100μm，规则条纹高度为50μm，然后通过高精度的3D打印机打印模具。

然后，按照基液和交联剂10：1的比例混合制得液态聚二甲基硅氧烷(PDMS)，将其倒入打印的模具中，然后放入80℃的烘箱固化。

2)、制备叉指电极：将主要成分为石墨的油墨印刷在网孔正下方的柔性基底上；

具体地，首先，通过CORELDRAW绘图软件画出印刷网版网孔图，网版中有规则开孔，所述的规则开孔即需要印刷的电极图案。然后让代理商制出丝网印刷网版；

然后，将所制得的柔性PDMS基底放在丝网印刷网版中网孔的正下方，优选的，丝网印刷的网版和柔性PDMS基底的间距为300μm。之后将主要成分为石墨的油墨倒在丝网印刷网版上，用刮刀把油墨刮过有电极图案的网孔，然后导电油墨就印刷在了柔性PDMS基底上,最后放入80℃的烘箱干燥。

3)、制备蚕丝蛋白薄膜：将蚕丝蛋白溶液旋涂在印刷了石墨叉指电极的聚二甲基硅氧烷聚合物基底上，烘干。

本发明首次将天然无污染的蚕丝蛋白材料引入作为一种湿度敏感材料，蚕丝蛋白是一种天然的蛋白质，对人体完全无害，极大的扩展了柔性湿度传感器的应用范围，比如集成到可穿戴设备当中。

本发明首次将丝网印刷技术应用于湿度传感器电极的制备，该技术是一种通用的、可批量化生产的、低成本的加工工艺。

本发明采用了价格低廉且导电性能好的石墨作为电极。所有的材料都易于获得，并且成本很低，制作简单，有利于将该柔性湿度传感器进行大规模生产，增大可应用的范围。值得一提的是，本发明中所涉及的尺寸均可调节，由于制备步骤简单且易操作，整体尺寸最小可以小于5*5*0.5mm³，可以应用于一些小型化场景。

进一步地，蚕丝蛋白溶液的制备方法包括以下步骤：

a)、蚕丝蛋白提取：蚕茧壳剪碎后放入沸腾的碳酸钠溶液中45-60分钟，然后取出蚕丝蛋白用去离子水清洗并干燥；

b)、蚕丝蛋白溶解：在干燥的蚕丝蛋白中加入质量体积比为20％的溴化锂溶液，并放入烘箱中4小时得到蚕丝蛋白-溴化锂溶液；

c)、蚕丝蛋白透析：将蚕丝蛋白-溴化锂溶液倒入透析袋中，然后将装有蚕丝蛋白-溴化锂溶液的透析袋放入去离子水中透析48小时；

d)、蚕丝蛋白过滤：透析之后的蚕丝蛋白溶液用5μm孔径的微孔过滤器过滤两次获得蚕丝蛋白溶液。

优选地，在印刷了石墨叉指电极的聚二甲基硅氧烷柔性基底上贴一圈透明胶带，内圈的尺寸为45*20mm²，然后将过滤提纯的蚕丝蛋白溶液用玻璃棒均匀在贴好胶带的聚二甲基硅氧烷柔性基底上；将涂好蚕丝蛋白溶液的器件放入60℃的烘箱中干燥30分钟，然后取出器件，去除透明胶带。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过采用生物可兼容的天然高分子材料蚕丝蛋白薄膜作为湿度传感器的湿敏材料，所述蚕丝蛋白薄膜对水分子的选择性吸附的独特特性，使得它能够检测液态水分子的存在性，甚至可以在特定场合区分液态水分子和气态水分子。如此，本发明解决了现有柔性湿度传感器无法识别空气中的水分子存在形式的问题。

2、本发明将聚二甲基硅氧烷聚合物作为基底，拥有很好的柔性，并且易制备、可大规模制备，还在柔性基底的表面做了规则条纹处理，大大增加了接触表面积，提高柔性湿度传感器的灵敏度。

3、本发明首次将天然无污染的蚕丝蛋白材料引入作为一种湿度敏感材料，蚕丝蛋白是一种天然的蛋白质，对人体完全无害，极大的扩展了柔性湿度传感器的应用范围，比如集成到可穿戴设备当中。首次将丝网印刷技术应用于湿度传感器电极的制备，该技术是一种通用的、可批量化生产的、低成本的加工工艺。并采用了价格低廉且导电性能好的石墨作为电极。所有的材料都易于获得，并且成本很低，制作简单，有利于将该柔性湿度传感器进行大规模生产，增大可应用的范围。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是柔性湿度传感器的立体视图；

图2是柔性湿度传感器的分解视图；

图3是本发明所述柔性湿度传感器对于液态水分子的响应曲线图；

图4是本发明所述柔性湿度传感器对于气态水分子的响应曲线图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-柔性基底，2-叉指电极，3-预留区域，4-湿敏材料。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1、图2所示，一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，包括柔性基底1、叉指电极2 和湿敏材料4，所述叉指电极2位于柔性基底1和湿敏材料4之间，所述湿敏材料4为蚕丝蛋白薄膜；所述柔性基底1采用现有柔性材料制成。

本发明中的柔性湿度传感器是基于电容的机理，因此需要测量电容的仪器对所制的柔性湿度传感器进行测量。本实施例中采用了同惠生产的LCR电桥对所制的柔性湿度传感器进行测量。需要提的是，优选的，为方便测量，测量之前需要将电极从石墨叉指电极的预留区域用铜导线引出。为了量化的改变环境的湿度，将需要测量的柔性湿度传感器置于封闭的透明箱中，并采用商用加湿器对环境进行加湿。对于本实施例，需要分别在充满液态水分子和气态水分子的环境中进行对比测量。因此，需要两种不同的加湿器对封闭环境进行加湿。首先是液态加湿器，其原理是超声波加湿，超声波加湿器主要是采用高频的震荡，再通过雾化片的高频震动使得加湿器中的水被抛离水面产生飘逸的水雾，达到加湿的目的，并且喷出的水雾本质则是液态的水分子。然后是气态的加湿器，气态加湿器采用的是冷蒸发技术。其原理是通过风扇加速水的蒸发，并通过纳米过滤网进行过滤，而蒸发出的水蒸气本质则是气态水分子。

将所制的柔性湿度传感器置于封闭的透明箱子中，分别采用上述的两种加湿器对封闭环境进行加湿，对比其响应曲线的变化趋势。如图3所示，所制的柔性湿度传感器对于液态水分子有明显的响应。图3中，前30秒是加湿器工作的区域，柔性加湿器的电容上升明显，30 秒时停止加湿，并且将湿度传感器拿出到普通环境中，柔性湿度传感器的电容快速下降。拿出湿度传感器的原因是因为封闭环境中已经充满了液态水分子，会影响湿度传感器的解吸。而移动的过程中，电容会出现一个过度变化的趋势。

图4是所制的柔性湿度传感器对于气态水分子的响应曲线，可以看出，曲线无任何变化趋势，同样地，前30秒为加湿器工作的区域，30秒时停止加湿。此时，普通的商用湿度传感器的值已经高于90％，而本发明所述的柔性湿度传感器对于气态水分子无任何变化。

由图3和图4可以得出，本发明中的湿度传感器对液态水分子有快速的响应，而对于气态水分子没有任何响应。因此，本发明的柔性湿度传感器可以检测环境中是否存在液态水分子，更进一步地讲，在一些特定的场合可以区分液态水分子和气态水分子的存在。

实施例2：

如图1、图2所示，本实施例基于实施例1，所述柔性基底1为聚二甲基硅氧烷聚合物基底；所述聚二甲基硅氧烷聚合物基底通过倒模的方式在与叉指电极2配合的一面制造出规则条纹；所述叉指电极2为石墨叉指电极；所述石墨叉指电极采用丝网印刷技术制备；所述叉指电极2包括N个叉指重叠单元，N为大于等于1的正整数，所述的每个叉指重叠单元有效重叠长度为14.4-14.8mm；所述叉指电极2预留有电极的引出区域3，所述的引出区域3的面积为5*5mm²；所述蚕丝蛋白薄膜完全覆盖叉指电极2，具体地，所述蚕丝蛋白薄膜的面积为 45*20mm²，所述的蚕丝蛋白薄膜厚度为3μm，所述的石墨叉指电极指长为15mm，所述的石墨叉指电极的间隙为200μm，所述的石墨叉指电极的宽度为500μm，所述柔性基底1厚度为1mm，长度为65mm，宽度为30mm。

一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)、制备柔性基底1：首先通过SOLIDWORKS绘图软件画出模具，模具***尺寸 75*75*3.5mm³，开槽尺寸65*65*1mm³，开槽底部有规则条纹，规则条纹宽度为100μm，规则条纹高度为50μm，然后通过高精度的3D打印机打印模具然后倒模，需要对聚二甲基硅氧烷 (PDMS)进行调配，优选的，按照基液和交联剂10：1的比例在90mm的培养皿的混合制得液态聚二甲基硅氧烷(PDMS)，将其倒入打印的模具中，然后放入80℃的烘箱固化，然后取出固化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)；

2)、制备叉指电极2：将主要成分为石墨的油墨印刷在网孔正下方的柔性基底1上，丝网印刷基本原理是：利用网版图文部分网孔透油墨，非图文部分网孔不透墨的基本原理进行印刷，这里的网版图文即所述的叉指电极图案。印刷时在网版一端上倒入主要成分为石墨油墨，用刮印刮板在网版上的油墨部位施加一定压力，同时朝网版另一端移动。油墨在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底上。由于油墨的粘性作用而使印迹固着在一定范围之内，印刷过程中刮板始终与网版和聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底呈线接触，接触线随刮板移动而移动，由于网版与聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底之间保持一定的间隙，使得印刷时的网版通过自身的张力而产生对刮板的反作用力，这个反作用力称为回弹力。由于回弹力的作用，使网版与聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底只呈移动式线接触，而网版其它部分与聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底为脱离状态。使油墨与丝网发生断裂运动，保证了印刷尺寸精度和避免蹭脏承印物。当刮板刮过整个版面后抬起，同时网版也抬起，并将油墨轻刮回初始位置。至此为一个印刷行程。关于网板的制作，通过CORELDRAW 绘图软件画出印刷网版网孔图，网版中有规则开孔，所述的规则开孔即需要印刷的叉指电极图案，然后让代理商制出丝网印刷网版，将所制得的柔性PDMS基底放在丝网印刷网版中网孔的正下方，优选的，丝网印刷的网版和柔性PDMS基底的间距为300μm。之后将主要成分为石墨的油墨倒在丝网印刷网版上，用刮刀把油墨刮过有电极图案的网孔，然后导电油墨就印刷在了柔性PDMS基底上，最后放入80℃的烘箱干燥；

3)、制备蚕丝蛋白薄膜：将蚕丝蛋白溶液旋涂在印刷了石墨叉指电极的聚二甲基硅氧烷聚合物基底上，烘干，为了保证旋涂的湿敏材料的规则性，优选的，在印刷了石墨叉指电极的聚二甲基硅氧烷柔性基底上贴一圈透明胶带，内圈的尺寸为45*20mm²。然后将过滤提纯的蚕丝蛋白溶液用玻璃棒均匀在贴好胶带的聚二甲基硅氧烷柔性基底上。将涂好蚕丝蛋白溶液的器件放入60℃的烘箱中干燥30分钟，然后取出器件，去除透明胶带，得到蛋丝蛋白薄膜；

具体地，所述蚕丝蛋白溶液的制备方法包括以下步骤：

a)、蚕丝蛋白提取：制备0.02mol/L的碳酸钠(Na₂CO₃)溶液，优选的，溶剂为去离子水。然后将制得的碳酸钠(Na₂CO₃)溶液加热至沸腾；将家蚕茧壳剪碎后倒入沸腾的碳酸钠(Na₂CO₃)溶液中，优选的，放入后继续煮沸45分钟，并在煮沸期间多次用玻璃棒搅拌， 45分钟后，取出蚕丝蛋白用去离子水清洗5次并使其干燥；

b)、蚕丝蛋白溶解：配制对应9.3mol/L的溴化锂(LiBr)溶液。优选的，所述的溴化锂 (LiBr)溶液体积为干燥的蚕丝蛋白的5倍；将干燥的蚕丝蛋白放入50ml小烧杯中，倒入制得的溴化锂(LiBr)溶液，然后放入60℃烘箱中溶解4小时；

c)、蚕丝蛋白透析：将透析袋密封放入去离子水中10分钟，然后将蚕丝蛋白-溴化锂溶液用注射器移入透析袋中，再次密封透析袋后放入去离子水中透析。优选的，透析期间换水 5次，分别在2小时、4小时、16小时、28小时和40小时处；

d)、蚕丝蛋白过滤：将透析后得到的蚕丝蛋白溶液用微孔过滤器过滤2次获得蚕丝蛋白溶液，优选的，所述的微孔过滤器孔径为5μm。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，包括柔性基底(1)、叉指电极(2)和湿敏材料(4)，所述叉指电极(2)位于柔性基底(1)和湿敏材料(4)之间，其特征在于，所述湿敏材料(4)为蚕丝蛋白薄膜，所述蚕丝蛋白薄膜的制备方法如下：将蚕丝蛋白溶液直接旋涂在设置有叉指电极(2)的柔性基底(1)上烘干即可。

2.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述柔性湿度传感器能够区分所处环境中的液态水分子和气态水分子。

3.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述柔性基底(1)为聚二甲基硅氧烷聚合物基底。

4.根据权利要求3所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷聚合物基底通过倒模的方式在与叉指电极(2)配合的一面制造出规则条纹。

5.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述叉指电极(2)为石墨叉指电极，所述叉指电极(2)预留有电极的引出区域(3)，所述的引出区域(3)的面积为5*5mm²。

6.根据权利要求5所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述石墨叉指电极采用丝网印刷技术制备。

7.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述叉指电极(2)包括N个叉指重叠单元，N为大于等于1的正整数，所述的每个叉指重叠单元有效重叠长度为14.4-14.8mm。

8.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器，其特征在于，所述蚕丝蛋白薄膜完全覆盖叉指电极(2)。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、制备柔性基底(1)：采用聚二甲基硅氧烷聚合物，通过3D打印模具倒模得到柔性基底(1)；

2)、制备叉指电极(2)：通过丝网印刷技术将主要成分为石墨的油墨印刷在网孔正下方的柔性基底(1)上；

3)、制备蚕丝蛋白薄膜：将蚕丝蛋白溶液旋涂在印刷了石墨叉指电极的聚二甲基硅氧烷聚合物基底上，烘干。

10.根据权利要求9所述基于蚕丝蛋白的柔性湿度传感器的制备方法，其特征在于，所述蚕丝蛋白溶液的制备方法包括以下步骤：

a)、蚕丝蛋白提取：蚕茧壳剪碎后放入沸腾的碳酸钠溶液中45-60分钟，然后取出蚕丝蛋白用去离子水清洗并干燥；

b)、蚕丝蛋白溶解：在干燥的蚕丝蛋白中加入质量体积比为20％的溴化锂溶液，并放入烘箱中4小时得到蚕丝蛋白-溴化锂溶液；

c)、蚕丝蛋白透析：将蚕丝蛋白-溴化锂溶液倒入透析袋中，然后将装有蚕丝蛋白-溴化锂溶液的透析袋放入去离子水中透析48小时；

d)、蚕丝蛋白过滤：透析之后的蚕丝蛋白溶液用5μm孔径的微孔过滤器过滤两次获得蚕丝蛋白溶液。

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