基于附著AgNWs的電紡膜和PDMS的三明治結構柔性傳感器的制備及性能研究
發(fā)布時間:2021-04-25 13:07
柔性傳感器的主要功能是將外界聲、光、力和熱等信號轉化為可視的電信號,因此無論在人體健康監(jiān)測、生物醫(yī)學、電子皮膚等醫(yī)學相關領域,還是對新一代機器人等電子設備的升級都起到至關重要的作用。壓阻式傳感器主要由感應材料、柔性基體和導電電極三種結構組成。柔性傳感器感應材料主要包括金屬材料、碳材料和導電高分子等。其中銀納米線(Ag NWs)是一種具有高電導率的感應材料,已廣泛應用在柔性應變傳感器的研究中。Ag NWs的形貌均一性和在柔性基體中的分散情況是影響傳感器性能的主要因素。本課題采用原位聚合法和溶液共混法分別制備了PVDF/PANI復合膠液和PVA/PANI復合膠液。將四種復合膠液通過靜電紡絲的方法制成PVDF/PANI復合纖維膜和PVA/PANI復合纖維膜。采用抽濾的方式將乙二醇還原法制備的Ag NWs均勻的附著在PVDF/PANI纖維膜表面。采用模具成型法將附著Ag NWs的PVDF/PANI復合纖維膜固定在PDMS中間,并在兩端引出兩條導線,形成一種三明治結構的柔性應變傳感器。通過x射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對Ag NWs、PVA/PANI復合纖維膜、PVDF/PAN...
【文章來源】:哈爾濱理工大學黑龍江省
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及意義
1.2 銀納米線研究進展
1.3 柔性傳感器研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗部分
2.1 實驗原理
2.1.1 AgNWs制備機理
2.1.2 PANI制備機理
2.1.3 靜電紡絲的機理
2.2 實驗試劑及儀器
2.3 實驗步驟
2.3.1 AgNWs的制備步驟
2.3.2 PANI的制備步驟
2.3.3 PVA/PANI和 PVDF/PANI復合纖維膜的制備
2.3.4 柔性應變傳感器的制備步驟
2.4 試樣表征及性能測試
2.5 本章小結
第3章 實驗結果與討論
3.1 AgNWs的形貌結構分析
3.2 復合纖維膜的形貌結構分析
3.2.1 PVDF/PANI復合纖維膜形貌結構分析
3.2.2 PVA/PANI復合纖維膜形貌結構分析
3.3 PVDF/PANI復合纖維膜的電導率實驗分析
3.4 附著Ag NWs的 PVDF/PANI纖維膜的微觀形貌分析
3.5 PDMS的固化行為分析
3.6 柔性應變傳感器的性能分析
3.6.1 柔性應變傳感器的電阻-應變的響應性能測試
3.6.2 柔性應變傳感器的滯后實驗分析
3.6.3 柔性應變傳感器的GF系數(shù)實驗分析
3.6.4 柔性應變傳感器的多循環(huán)拉伸測試實驗分析
3.6.5 柔性應變傳感器對手指關節(jié)的運動變化的感知實驗分析
3.7 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]納米銀粒子/磺化聚苯乙烯復合微球的制備及其性能研究[J]. 王榮,曾丹林,王園園,楊媛媛,覃榮華,陳波,王光輝. 功能材料. 2019(11)
[2]導電高分子生物材料在組織工程中的應用[J]. 李勐,郭保林. 科學通報. 2019(23)
[3]基于納米銅/石墨烯包覆光子晶體光纖的硫化氫氣體傳感性能研究[J]. 黃國家,彭志清,楊曉占,馮文林. 光子學報. 2019(03)
[4]高導電石墨烯/銀復合棉織物的制備及性能研究[J]. 陳卓明,楊盈,何姍,劉曉霞,姜浩,彭傲鑫,劉懷遠,朱英婷. 上海紡織科技. 2018(08)
[5]納米銀/石墨烯電化學傳感器的制備及應用研究[J]. 劉冉彤,于浩,宋詩穩(wěn),楊力,萬向權,馬壯. 傳感器與微系統(tǒng). 2018(07)
[6]軍用智能可穿戴設備發(fā)展綜述[J]. 王海龍. 電子技術. 2018(02)
[7]控制劑(CuCl2·2H2O)對多元醇熱法制備納米銀形貌的影響[J]. 熊智淳,張哲娟,才濱. 無機鹽工業(yè). 2017(10)
[8]一步乳液聚合法制備高溶解性導電聚苯胺[J]. 呂亦同,胡江磊,張龍. 應用化學. 2017(06)
[9]可穿戴設備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 封順天. 信息通信技術. 2014(03)
[10]聚乙烯吡咯烷酮輔助的水熱法合成形貌可控的銀納米結構(英文)[J]. 徐麗紅,闞彩俠,王長順,從博,倪媛,施大寧. 物理化學學報. 2014(03)
博士論文
[1]基于聚苯胺納米復合敏感材料的室溫柔性NH3傳感器研究[D]. 李思琦.吉林大學 2019
[2]基于分形原理的靜電紡絲技術研究和鋰電池隔膜研發(fā)[D]. 楊文秀.天津工業(yè)大學 2016
碩士論文
[1]溶劑熱法制備納米銀線及其在透明導電膜中的應用[D]. 沈偉.長安大學 2018
[2]DNA模板引導納米銀簇的制備及應用研究[D]. 侯肖肖.天津醫(yī)科大學 2018
[3]多元醇法制備納米銀線及影響因素研究[D]. 徐杰.昆明理工大學 2018
[4]基于電容陣列的柔性觸覺傳感器的研究[D]. 程丁儒.浙江大學 2017
[5]電化學還原石墨烯與納米銀在電化學傳感器中的應用[D]. 許貞.西南大學 2016
[6]靜電紡絲制備聚氨酯/碳納米管/納米銀復合纖維及其在電化學傳感器中的應用[D]. 歐陽兆飛.北京化工大學 2013
本文編號:3159440
【文章來源】:哈爾濱理工大學黑龍江省
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及意義
1.2 銀納米線研究進展
1.3 柔性傳感器研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗部分
2.1 實驗原理
2.1.1 AgNWs制備機理
2.1.2 PANI制備機理
2.1.3 靜電紡絲的機理
2.2 實驗試劑及儀器
2.3 實驗步驟
2.3.1 AgNWs的制備步驟
2.3.2 PANI的制備步驟
2.3.3 PVA/PANI和 PVDF/PANI復合纖維膜的制備
2.3.4 柔性應變傳感器的制備步驟
2.4 試樣表征及性能測試
2.5 本章小結
第3章 實驗結果與討論
3.1 AgNWs的形貌結構分析
3.2 復合纖維膜的形貌結構分析
3.2.1 PVDF/PANI復合纖維膜形貌結構分析
3.2.2 PVA/PANI復合纖維膜形貌結構分析
3.3 PVDF/PANI復合纖維膜的電導率實驗分析
3.4 附著Ag NWs的 PVDF/PANI纖維膜的微觀形貌分析
3.5 PDMS的固化行為分析
3.6 柔性應變傳感器的性能分析
3.6.1 柔性應變傳感器的電阻-應變的響應性能測試
3.6.2 柔性應變傳感器的滯后實驗分析
3.6.3 柔性應變傳感器的GF系數(shù)實驗分析
3.6.4 柔性應變傳感器的多循環(huán)拉伸測試實驗分析
3.6.5 柔性應變傳感器對手指關節(jié)的運動變化的感知實驗分析
3.7 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]納米銀粒子/磺化聚苯乙烯復合微球的制備及其性能研究[J]. 王榮,曾丹林,王園園,楊媛媛,覃榮華,陳波,王光輝. 功能材料. 2019(11)
[2]導電高分子生物材料在組織工程中的應用[J]. 李勐,郭保林. 科學通報. 2019(23)
[3]基于納米銅/石墨烯包覆光子晶體光纖的硫化氫氣體傳感性能研究[J]. 黃國家,彭志清,楊曉占,馮文林. 光子學報. 2019(03)
[4]高導電石墨烯/銀復合棉織物的制備及性能研究[J]. 陳卓明,楊盈,何姍,劉曉霞,姜浩,彭傲鑫,劉懷遠,朱英婷. 上海紡織科技. 2018(08)
[5]納米銀/石墨烯電化學傳感器的制備及應用研究[J]. 劉冉彤,于浩,宋詩穩(wěn),楊力,萬向權,馬壯. 傳感器與微系統(tǒng). 2018(07)
[6]軍用智能可穿戴設備發(fā)展綜述[J]. 王海龍. 電子技術. 2018(02)
[7]控制劑(CuCl2·2H2O)對多元醇熱法制備納米銀形貌的影響[J]. 熊智淳,張哲娟,才濱. 無機鹽工業(yè). 2017(10)
[8]一步乳液聚合法制備高溶解性導電聚苯胺[J]. 呂亦同,胡江磊,張龍. 應用化學. 2017(06)
[9]可穿戴設備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 封順天. 信息通信技術. 2014(03)
[10]聚乙烯吡咯烷酮輔助的水熱法合成形貌可控的銀納米結構(英文)[J]. 徐麗紅,闞彩俠,王長順,從博,倪媛,施大寧. 物理化學學報. 2014(03)
博士論文
[1]基于聚苯胺納米復合敏感材料的室溫柔性NH3傳感器研究[D]. 李思琦.吉林大學 2019
[2]基于分形原理的靜電紡絲技術研究和鋰電池隔膜研發(fā)[D]. 楊文秀.天津工業(yè)大學 2016
碩士論文
[1]溶劑熱法制備納米銀線及其在透明導電膜中的應用[D]. 沈偉.長安大學 2018
[2]DNA模板引導納米銀簇的制備及應用研究[D]. 侯肖肖.天津醫(yī)科大學 2018
[3]多元醇法制備納米銀線及影響因素研究[D]. 徐杰.昆明理工大學 2018
[4]基于電容陣列的柔性觸覺傳感器的研究[D]. 程丁儒.浙江大學 2017
[5]電化學還原石墨烯與納米銀在電化學傳感器中的應用[D]. 許貞.西南大學 2016
[6]靜電紡絲制備聚氨酯/碳納米管/納米銀復合纖維及其在電化學傳感器中的應用[D]. 歐陽兆飛.北京化工大學 2013
本文編號:3159440
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