CN116355462A - 一种无聚合物基质的导电墨水、复合传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无聚合物基质的导电墨水、复合传感器及其制备方法，其中，导电墨水包括溶剂，以及分散在溶剂中的还原氧化石墨烯和MXene，还原氧化石墨烯和MXene通过Ti‑O‑C共价键连接。本发明提供的导电墨水采用还原氧化石墨烯和MXene协同组合，且不含有额外的聚合物基质，为在主预浸复合材料中嵌入传感器建立了非侵入条件。由导电墨水制备的嵌入式传感器可以被主预浸复合材料完全浸渍，防止传感器和主预浸复合材料之间的热行为不匹配，避免了因热膨胀系数的差异而导致的在使用期间随温度变化而产生的开裂和结构恶化，保留了主预浸复合材料的机械性能和结构完整性，使得主预浸复合材料的机械性能不受传感器集成的影响。
Description
技术领域
本发明涉及功能性墨水技术领域，尤其涉及一种无聚合物基质的导电墨水、复合传感器及其制备方法。
背景技术
导电墨水是制造功能层的重要材料，这些功能层可作为传感器应用于智能电子、医疗保健、航空航天等众多领域。现有导电墨水中通常包括导电填料和聚合物基质，而将由导电墨水制备得到的传感器集成到主预浸复合材料中以制备智能复合材料时，传感器与主预浸复合材料中的聚合物的不同会使得两者的热行为不匹配，因热膨胀系数的差异可能会随着使用期间的温度变化而导致分层、开裂和结构恶化，降低主预浸复合材料的整体力学性能，同时传感器区域周围的分层和裂纹也会降低传感器的传感性能，甚至使得传感器丧失传感能力。因此，开发出与主预浸复合材料匹配的传感器的主要挑战在于导电墨水配方。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无聚合物基质的导电墨水、复合传感器及其制备方法，旨在解决现有导电墨水制备的传感器与主预浸复合材料之间热行为不匹配、进而降低主预浸复合材料的整体力学性能的问题。
本发明的技术方案如下：
本发明的第一方面，提供一种无聚合物基质的导电墨水，其中，包括溶剂，以及分散在所述溶剂中的还原氧化石墨烯和MXene，所述还原氧化石墨烯和MXene通过Ti-O-C共价键连接。
可选地，所述溶剂为极性溶剂，所述极性溶剂包括水、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
本发明的第二方面，提供一种本发明如上所述的无聚合物基质的导电墨水的制备方法，其中，包括步骤：
提供氧化石墨烯分散液和MXene分散液，所述氧化石墨烯分散液和MXene分散液的溶剂至少包括水；
将所述氧化石墨烯分散液和MXene分散液进行混合，得到复合分散液；
将还原剂加入到所述复合分散液中，进行还原反应，得到包括还原氧化石墨烯和MXene的水凝胶；或，将还原剂、碱性物质加入到所述复合分散液中，进行还原反应，得到包括还原氧化石墨烯和MXene的水凝胶；
将所述水凝胶进行清洗，直至所述水凝胶的pH值呈中性；
将所述清洗后的水凝胶分散在溶剂中，得到所述无聚合物基质的导电墨水。
可选地，所述还原剂包括抗坏血酸、半胱氨酸、水合肼、二甲肼、柠檬酸钠、氢化乙酸、硼氢化钠、氢卤酸、发烟硫酸中的至少一种。
可选地，所述碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
可选地，所述还原反应的温度为60-95℃，所述还原反应的时间为6-12小时。
可选地，所述MXene包括Ti3C2、Ti2C、Ti3CN中的至少一种。
本发明的第三方面，提供一种复合传感器，其中，包括预浸料层、嵌入在所述预浸料层中的传感器本体及与所述传感器本体相连的导电线，所述传感器本体包括还原氧化石墨烯和与所述还原氧化石墨烯通过Ti-O-C共价键相连接的MXene。
可选地，所述导电线包括金属导线、碳纳米管纤维线、碳纤维线中的至少一种；
所述预浸料包括玻璃纤维预浸料、芳纶预浸料、碳纤维预浸料、天然纤维基预浸料中的一种。
本发明的第四方面，提供一种本发明如上所述的复合传感器的制备方法，其中，包括步骤：
提供预浸料层；
在所述预浸料层上滴加本发明如上所述的无聚合物基质的导电墨水或在所述预浸料层上滴加采用本发明如上所述的制备方法制备得到的无聚合物基质的导电墨水，干燥后，形成传感器本体；
在所述传感器本体上设置导电线；
在所述传感器本体和导电线上形成预浸料层，干燥、固化后，得到所述复合传感器。
有益效果：本发明提供的导电墨水采用还原氧化石墨烯和MXene协同组合，不含有额外的聚合物基质，为在主预浸复合材料中嵌入传感器以制造智能复合材料建立了非侵入条件，使得传感器能够在无创条件下嵌入主预浸复合材料。由所述导电墨水制备的嵌入式传感器可以被主预浸复合材料完全浸渍，防止传感器和主预浸复合材料之间的热行为不匹配，避免了因热膨胀系数的差异而导致的在使用期间随温度变化而产生的开裂和结构恶化，保留了主预浸复合材料的机械性能(如力学性能)和结构完整性，使得主预浸复合材料的机械性能不受传感器集成的影响。同时，还原氧化石墨烯和MXene的结合效应，协同改善传感器的使用通路。
附图说明
图1为本发明实施例2中复合传感器的形貌图。
图2为本发明实施例2中复合传感器和对比例1中复合材料的平均层间剪切强度结果图。
图3为本发明实施例2中复合传感器的灵敏度测试结果图。
具体实施方式
本发明提供一种无聚合物基质的导电墨水、复合传感器及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物。本文中预浸料、主预浸复合材料具有相同的含义。
现有导电墨水中通常包括导电填料和聚合物基质，而将由导电墨水制备的传感器集成到主预浸复合材料中以制备智能复合材料时，传感器与主预浸复合材料中的聚合物的不同会使得两者的热行为不匹配，因热膨胀系数的差异可能会随着使用期间的温度变化而导致分层、开裂和结构恶化，降低主预浸复合材料的整体力学性能，同时传感器区域周围的分层和裂纹也会降低传感器的传感性能，甚至使得传感器丧失传感能力。基于此，本发明实施例提供一种无聚合物基质的导电墨水，其中，包括溶剂，以及分散在所述溶剂中的还原氧化石墨烯和MXene，所述还原氧化石墨烯和MXene通过Ti-O-C共价键连接。
本发明实施例提供的导电墨水采用还原氧化石墨烯和MXene协同组合，不含有额外的聚合物基质，为在主预浸复合材料中嵌入传感器以制造智能复合材料建立了非侵入条件，使得传感器能够在无创条件下嵌入主预浸复合材料。由所述导电墨水制备的嵌入式传感器可以被主预浸复合材料完全浸渍，防止传感器和主预浸复合材料之间的热行为不匹配，避免了因热膨胀系数的差异(聚合物的不同导致膨胀系数差异)而导致的在使用期间随温度变化而产生的开裂和结构恶化，保留了主预浸复合材料的机械性能(如力学性能)和结构完整性，使得主预浸复合材料的机械性能不受传感器集成的影响。同时，所述还原氧化石墨烯和MXene通过Ti-O-C共价键连接，还原氧化石墨烯和MXene的结合效应，协同改善传感器的使用通路。
本发明实施例中，不限定还原氧化石墨烯和MXene的含量，可根据实际需要的性能进行调节。
MXene是一种由面改性的碳化物组成的具有高金属导电性的二维材料，它的亲水性和高负表面电，允许其在极性溶剂(如水)中分散，形成稳定的胶体溶液，本实施例中，MXene的存在有助于还原氧化石墨烯均匀分散在溶剂中，减少团聚。
在一些实施方式中，所述溶剂为极性溶剂。在一些具体的实施方式中，所述极性溶剂包括水、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种，但不限于此。
本发明实施例还提供一种本发明如上所述的无聚合物基质的导电墨水的制备方法，其中，包括步骤：
S11、提供氧化石墨烯分散液和MXene分散液，所述氧化石墨烯分散液和MXene分散液的溶剂至少包括水；
S12、将所述氧化石墨烯分散液和MXene分散液进行混合，得到复合分散液；
S13、将还原剂加入到所述复合分散液中，进行还原反应，得到包括还原氧化石墨烯和MXene的水凝胶；或，将还原剂、碱性物质加入到所述复合分散液中，进行还原反应，得到包括还原氧化石墨烯和MXene的水凝胶；
S14、将所述水凝胶进行清洗，直至所述水凝胶的pH值呈中性；
S15、将所述清洗后的水凝胶分散在溶剂中，得到所述无聚合物基质的导电墨水。
石墨烯具有优良的导电性和独特的物理性能，是传感器的理想传感材料。基于石墨烯的传感器具有高灵敏度、快速响应和耐用性，能够满足多种应用。然而，由于石墨烯的强平面间范德华力和π-π相互作用，使得石墨烯经常发生团聚现象，影响了其优异的物理化学性能的发挥，导致传感性能较差，此外，团聚还会产生应力集中，导致复合材料力学性能的恶化。而在本发明开始的研究中，以含有丰富亲水基团的氧化石墨烯为原料，将其还原为还原氧化石墨烯，形成多孔的水凝胶，同时保留了石墨烯的性质。通过在碱性条件下使用还原剂辅助还原过程中纳米片与纳米片之间的静电斥力来实现胶体的稳定性，从而防止还原后氧化石墨烯纳米片的团聚，解决了石墨烯易团聚的问题。水凝胶的多孔结构是由还原过程中水和还原的氧化石墨烯网络之间的相分离产生的。虽然，由含还原氧化石墨烯水凝胶制成的多孔结构柔性应变传感器具有表面积大、密度低、拉伸性好、响应快等特点，但其灵敏度有限，其在线性范围内检测仍具有缺点。因此，本发明进一步研究，将MXene与还原氧化石墨烯复合，制备导电墨水，利用MXene亲水性特点保证导电墨水中还原氧化石墨不团聚的同时，可以在宽线性范围内进一步提高由所述导电墨水制备的传感器的灵敏度，同时确保快速响应、高抗疲劳性和低检测线。具体地，在含有氧化石墨烯和MXene的分散液中，加入还原剂(或加入还原剂和碱性物质)，将氧化石墨烯进行还原，形成含有还原氧化石墨烯与MXene的水凝胶，然后将水凝胶重新分散在溶剂中，制得所述无聚合物基质的导电墨水。
本发明实施例中在还原剂的帮助下，氧化石墨烯和MXene纳米片的堆叠被阻碍，阻止了团聚。与此同时，碱性物质有助于提高氧化石墨烯和MXene纳米片在还原过程中的胶体稳定性，进而保证了制备得到的导电墨水的稳定性。此外还原氧化石墨烯之间的静电斥力，也保证了不团聚，且MXene的存在进一步提高了还原氧化石墨烯的分散性。
此外，还原剂作为还原性和功能性化学物质，在对氧化石墨烯进行还原的同时，使得还原氧化石墨烯与MXene之间实现Ti-O-C键的键合。
步骤S11中，所述氧化石墨烯分散液和MXene分散液的溶剂还可包括极性溶剂。
在一些实施方式中，所述氧化石墨烯分散液的制备方法包括步骤：
将氧化石墨烯加入到水或含有水的极性溶剂中，超声处理15-60分钟，得到所述氧化石墨烯分散液。
所述氧化石墨烯是以石墨粉末为原料，通过改进的Hummers方法制备得到，此方法为现有技术，此处不再赘述。
在一些实施方式中，所述MXene分散液的制备方法包括步骤：
将MXene加入到水或含有水的极性溶剂中，超声处理15-60分钟，得到所述MXene分散液。
在一些实施方式中，所述MXene包括Ti3C2、Ti2C、Ti3CN中的至少一种，但不限于此。所述MXene可直接购买，也可以自行合成。以Ti3C2为例，所述MXene的制备方法包括步骤：
提供Ti3AlC2(MAX相)，利用刻蚀液将Ti3AlC2中的Al原子层刻蚀掉，得到Ti3AlC2。
具体地，所述刻蚀液包括氟化锂溶液、盐酸、氢氟酸中的一种。
步骤S13中，可先将还原剂、碱性物质直接加入到复合分散液中，也可将还原剂、碱性物质配制成溶液，然后以溶液的形式加入到复合分散液中，还可以将复合分散液加入到还原剂溶液和碱性物质溶液中。
在一些实施方式中，所述还原剂包括抗坏血酸、半胱氨酸、水合肼、二甲肼、柠檬酸钠、氢化乙酸、硼氢化钠、氢卤酸、发烟硫酸中的至少一种，但不限于此。优选地，所述还原剂为抗坏血酸或半胱氨酸。采用这两种还原剂使得导电墨水的制备过程经济、无毒、环保。
在一些实施方式中，所述碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种，但不限于此。
在一些实施方式中，所述还原反应的温度为60-95℃，例如可以是60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃或95℃；所述还原反应的时间为6-12小时，例如可以是6h、7h、8h、9h、10h、11h或12h。
步骤S14中，在一些实施方式中，利用水、乙醇、盐酸中的至少一种将所述水凝胶进行清洗，直至所述水凝胶的pH呈中性。
步骤S15中，所述将所述清洗后的水凝胶分散在溶剂中，得到所述无聚合物基质的导电墨水的步骤具体包括：
将所述清洗后的水凝胶加入到溶剂中，搅拌1-24h后，超声处理1-60min，得到所述无聚合物基质的导电墨水。
在一些实施方式中，所述溶剂为极性溶剂。在一些具体的实施方式中，所述极性溶剂包括水、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种，但不限于此。
本发明实施例还提供一种复合传感器，其中，包括预浸料层、嵌入在所述预浸料层中的传感器本体及与所述传感器本体相连的导电线，所述传感器本体包括还原氧化石墨烯和与所述还原氧化石墨烯通过Ti-O-C共价键相连接的MXene。所述导电线可穿透预浸料层露在复合传感器外面，进行应用时与外界器件相连。
本发明实施例中，传感器本体中不含有额外的聚合物基质，为在预浸料中嵌入传感器本体以制造智能复合材料建立了非侵入条件，能够在无创条件下嵌入预浸料。因此，不会产生传感器本体和预浸料之间的热行为不匹配的问题，进而预浸料主体不会产生开裂和结构恶化，使得预浸料的机械性能不受传感器集成的影响，同时，预浸料的使用还可以防止高温下可能导致的由热膨胀失配引起的结构恶化。本发明实施例提供的复合传感器保留了预浸料的机械性能(如力学性能)和结构完整性。
在一些实施方式中，所述导电线包括金属导线(如铜线等)、碳纳米管纤维线、碳纤维线中的至少一种，但不限于此。
在一些实施方式中，所述预浸料包括玻璃纤维预浸料、芳纶预浸料、碳纤维预浸料、天然纤维基预浸料中的一种，但不限于此。这些预浸料可以是单向预浸料，也可以是编织预浸料。
在一些实施方式中，所述预浸料层为多层结构，可根据实际需要进行设置。在一例子中，所述预浸料层包括第一预浸料层、第二预浸料层，所述传感器位于第一预浸料层、第二预浸料层之间。在另外的例子中，所述预浸料层包括层叠的第一预浸料层、第二预浸料层、第三预浸料层，所述传感器位于第二预浸料层和第三预浸料层之间。所述第一预浸料层、第二预浸料层、第三预浸料层中的第一预浸料、第二预浸料、第三预浸料各自独立地选自玻璃纤维预浸料、芳纶预浸料、碳纤维预浸料或天然纤维基预浸料，但不限于此。
本发明实施例还提供一种本发明如上所述的复合传感器的制备方法，其中，包括步骤：
S21、提供预浸料层；
S22、在所述预浸料层上滴加本发明实施例如上所述的无聚合物基质的导电墨水或在所述预浸料层上滴加采用本发明实施例如上所述的制备方法制备得到无聚合物基质的导电墨水，干燥后，形成传感器本体；
S23、在所述传感器本体上设置导电线；
S24、在所述传感器本体和导电线上再次形成浸料层，干燥、固化后，得到所述传感器。
现有的传感器通常安装在主机结构的表面，易于安装和维护，然而由于暴露在极端换环境中时，他们容易发生故障、脱离，缺乏可行性，导致传感性能和精度较低。另一方面，由于复合材料结构内部容易发生基体开裂或分层等损伤，因此需要传感器进行监测，在复合材料结构中嵌入传感器可以提高信号采集精度和长期监测服务的稳定性。嵌入式传感器的使用寿命比表面安装的传感器更长，因为它们受到主机结构的保护，免受不利环境的影响。但是，由于传感器的厚度太厚以及传感器与主机材料之间的热行为不匹配，不合适的传感器集成可能会导致传感器区域周围的分层和裂纹萌生，分层的发生会降低主机结构的承载能力，降低嵌入式传感器的传感性能或丧失传感能力。基于此，本发明实施例采用无聚合物基质的导电墨水，通过滴注技术，将传感器本体嵌入到预浸料层中以形成复合传感器，其中传感器本体可以很好地被预浸料浸渍，传感器本体与预浸料层之间不存在热行为不匹配的问题。此外，本发明实施例中不限定传感器的形状，可根据实际需要进行设置。所述复合传感器可用于材料结构健康检测、人类和机器运动检测、机器的使用寿命估算、超级电容器和电磁屏蔽等领域。
同时本发明也可重复步骤S22多次，形成多层结构的传感器本体，进而形成预设厚度的传感器本体。
步骤S24中，在一些实施方式中，所述固化的温度为100-150℃，例如可以是100、110、120、130、140或150℃等；所述固化的时间为60-120min，例如可以是60、70、80、90、100、110或120min等。
下面以复合传感器中的预浸料包括第一预浸料层、第二预浸料层、第三预浸料层，所述传感器本***于第二预浸料层和第三预浸料层之间，对其制备方法进行说明，所述复合传感器的制备方法，包括如下步骤：
制备第二预浸料层，将所述的无聚合物基质的导电墨水滴加到所述第二预浸料层上、干燥后，形成传感器本体；
在所述传感器本体上放置金属丝；
将第一预浸料堆叠成预设厚度，形成第一预浸料层(基础层)，然后将所述含有传感器本体和金属丝的第二预浸料层设置在所述第一预浸料层上，其中，第二预浸料层背离所述第一预浸料层设置或贴合所述第一预浸料层设置；
在所述第二预浸料层上堆叠第三预浸料，或在所述传感器本体与金属丝上堆叠第三预浸料，形成第三预浸料层，干燥、固化后，得到所述复合传感器。
其中的第一预浸料层、第二预浸料层、第三预浸料层的擦聊可以相同，也可以不同。
下面通过具体的实施例进行详细说明。
实施例1
无聚合物基质的导电墨水的制备方法，按质量份计，包括步骤：
将1份氧化石墨烯纳米片加入到1份去离子水中，超声30min，得到氧化石墨烯分散液；
将6份Ti3C2加入到1份去离子水中，超声30min，得到Ti3C2分散液；
将0.1份氢氧化钠加入到0.025份去离子水中，搅拌直至氢氧化钠溶解，得到氢氧化钠溶液；
将10份半胱氨酸加入到0.25份去离子水中，搅拌15min，得到半胱氨酸分散液；
将上述氧化石墨烯分散液和Ti3C2分散液加入到上述半胱氨酸分散液中，然后加入氢氧化钠溶液，置于95℃的温度下，反应6h，过滤后，得到含有还原氧化石墨烯和MXene的水凝胶(黑色)，依次用盐水、去离子水清洗上述水凝胶，直至水凝胶的pH值为7；
将30份清洗后的水凝胶加入到1份去离子水中，搅拌24h，然后超声30min，得到所述无聚合物基体的导电墨水。
实施例2复合传感器的制备
在环氧树脂玻璃纤维预浸料(Easycomposites UK)层(第二预浸料层)上滴加实施例1制备得到的无聚合物基体的导电墨水，干燥后，形成传感器本体；
在传感器本体上平行放置两根铜线，使两根铜线的一端与传感器本体相连，距离为5mm；
提供环氧树脂玻璃纤维预浸料层(第一预浸料层)上，将所述含有传感器本体和金属丝的环氧树脂玻璃纤维预浸料层(第二预浸料层)设置在所述环氧树脂玻璃纤维预浸料层(第一预浸料层)上，其中，环氧树脂玻璃纤维预浸料层(第二预浸料层)贴合所述第一预浸料层设置；
在所述传感器本体与铜丝上堆叠环氧树脂玻璃纤维预浸料(第三预浸料)，形成环氧树脂玻璃纤维预浸料层(第三预浸料层)，在真空袋装件中密封，并使得两根铜线的另一端裸露在外面，真空干燥15min，然后120℃固化90min，得到所述复合传感器，其形貌如图1所示。
对比例1
与实施例2的区别仅在于，不进行滴加无聚合物基体的导电墨水的步骤，制备得到复合材料。
测试：
(1)将实施例2中的复合传感器与对比例1中的复合材料进行层间剪切强度测试，结果如图2所示，图中复合材料(无传感器)对应对比例1，复合材料(带传感器)对应实施例2。可知，本发明中传感器本体的嵌入不会降低复合材料的力学性能，也就是说，传感器的嵌入保留了原有预浸料层的力学性能。
(2)将实施例2中的复合传感器进行灵敏度系数测试，并与现有的传感器相对比，结果如图3所示，与现有的传感器相比，本发明提供的复合传感器具有优异的灵敏度系数。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种无聚合物基质的导电墨水，其特征在于，包括溶剂，以及分散在所述溶剂中的还原氧化石墨烯和MXene，所述还原氧化石墨烯和MXene通过Ti-O-C共价键连接。
2.根据权利要求1所述的无聚合物基质的导电墨水，其特征在于，所述溶剂为极性溶剂，所述极性溶剂包括水、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
3.一种如权利要求1或2所述的无聚合物基质的导电墨水的制备方法，其特征在于，包括步骤：
提供氧化石墨烯分散液和MXene分散液，所述氧化石墨烯分散液和MXene分散液的溶剂至少包括水；
将所述氧化石墨烯分散液和MXene分散液进行混合，得到复合分散液；
将还原剂加入到所述复合分散液中，进行还原反应，得到包括还原氧化石墨烯和MXene的水凝胶；或，将还原剂、碱性物质加入到所述复合分散液中，进行还原反应，得到包括还原氧化石墨烯和MXene的水凝胶；
将所述水凝胶进行清洗，直至所述水凝胶的pH值呈中性；
将所述清洗后的水凝胶分散在溶剂中，得到所述无聚合物基质的导电墨水。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂包括抗坏血酸、半胱氨酸、水合肼、二甲肼、柠檬酸钠、氢化乙酸、硼氢化钠、氢卤酸、发烟硫酸中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碱性物质包括氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述还原反应的温度为60-95℃，所述还原反应的时间为6-12小时。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述MXene包括Ti3C2、Ti2C、Ti3CN中的至少一种。
8.一种复合传感器，其特征在于，包括预浸料层、嵌入在所述预浸料层中的传感器本体及与所述传感器本体相连的导电线，所述传感器本体包括还原氧化石墨烯和与所述还原氧化石墨烯通过Ti-O-C共价键相连接的MXene。
9.根据权利要求8所述的复合传感器，其特征在于，所述导电线包括金属导线、碳纳米管纤维线、碳纤维线中的至少一种；
所述预浸料包括玻璃纤维预浸料、芳纶预浸料、碳纤维预浸料、天然纤维基预浸料中的一种。
10.一种如权利要求8或9所述的复合传感器的制备方法，其特征在于，包括步骤：
提供预浸料层；
在所述预浸料层上滴加权利要求1-2任一项所述的无聚合物基质的导电墨水或在所述预浸料层上滴加采用权利要求3-7任一项所述的制备方法制备得到的无聚合物基质的导电墨水，干燥后，形成传感器本体；
在所述传感器本体上设置导电线；
在所述传感器本体和导电线上形成预浸料层，干燥、固化后，得到所述复合传感器。
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