基于附著AgNWs的電紡膜和PDMS的三明治結(jié)構(gòu)柔性傳感器的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)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(hào)轉(zhuǎn)化為可視的電信號(hào),因此無論在人體健康監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、電子皮膚等醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域,還是對(duì)新一代機(jī)器人等電子設(shè)備的升級(jí)都起到至關(guān)重要的作用。壓阻式傳感器主要由感應(yīng)材料、柔性基體和導(dǎo)電電極三種結(jié)構(gòu)組成。柔性傳感器感應(yīng)材料主要包括金屬材料、碳材料和導(dǎo)電高分子等。其中銀納米線(Ag NWs)是一種具有高電導(dǎo)率的感應(yīng)材料,已廣泛應(yīng)用在柔性應(yīng)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(fù)合膠液和PVA/PANI復(fù)合膠液。將四種復(fù)合膠液通過靜電紡絲的方法制成PVDF/PANI復(fù)合纖維膜和PVA/PANI復(fù)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(fù)合纖維膜固定在PDMS中間,并在兩端引出兩條導(dǎo)線,形成一種三明治結(jié)構(gòu)的柔性應(yīng)變傳感器。通過x射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)Ag NWs、PVA/PANI復(fù)合纖維膜、PVDF/PAN...
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學(xué)位級(jí)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(jìn)展
1.3 柔性傳感器研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)原理
2.1.1 AgNWs制備機(jī)理
2.1.2 PANI制備機(jī)理
2.1.3 靜電紡絲的機(jī)理
2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
2.3 實(shí)驗(yàn)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(fù)合纖維膜的制備
2.3.4 柔性應(yīng)變傳感器的制備步驟
2.4 試樣表征及性能測(cè)試
2.5 本章小結(jié)
第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 AgNWs的形貌結(jié)構(gòu)分析
3.2 復(fù)合纖維膜的形貌結(jié)構(gòu)分析
3.2.1 PVDF/PANI復(fù)合纖維膜形貌結(jié)構(gòu)分析
3.2.2 PVA/PANI復(fù)合纖維膜形貌結(jié)構(gòu)分析
3.3 PVDF/PANI復(fù)合纖維膜的電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)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(yīng)變傳感器的性能分析
3.6.1 柔性應(yīng)變傳感器的電阻-應(yīng)變的響應(yīng)性能測(cè)試
3.6.2 柔性應(yīng)變傳感器的滯后實(shí)驗(yàn)分析
3.6.3 柔性應(yīng)變傳感器的GF系數(shù)實(shí)驗(yàn)分析
3.6.4 柔性應(yīng)變傳感器的多循環(huán)拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)分析
3.6.5 柔性應(yīng)變傳感器對(duì)手指關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)變化的感知實(shí)驗(yàn)分析
3.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]納米銀粒子/磺化聚苯乙烯復(fù)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(dǎo)電高分子生物材料在組織工程中的應(yīng)用[J]. 李勐,郭保林. 科學(xué)通報(bào). 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(xué)報(bào). 2019(03)
[4]高導(dǎo)電石墨烯/銀復(fù)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(yuǎn),朱英婷. 上海紡織科技. 2018(08)
[5]納米銀/石墨烯電化學(xué)傳感器的制備及應(yīng)用研究[J]. 劉冉彤,于浩,宋詩穩(wěn),楊力,萬向權(quán),馬壯. 傳感器與微系統(tǒng). 2018(07)
[6]軍用智能可穿戴設(shè)備發(fā)展綜述[J]. 王海龍. 電子技術(shù). 2018(02)
[7]控制劑(CuCl2·2H2O)對(duì)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(jī)鹽工業(yè). 2017(10)
[8]一步乳液聚合法制備高溶解性導(dǎo)電聚苯胺[J]. 呂亦同,胡江磊,張龍. 應(yīng)用化學(xué). 2017(06)
[9]可穿戴設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 封順天. 信息通信技術(shù). 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(jié)構(gòu)(英文)[J]. 徐麗紅,闞彩俠,王長順,從博,倪媛,施大寧. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]基于聚苯胺納米復(fù)合敏感材料的室溫柔性NH3傳感器研究[D]. 李思琦.吉林大學(xué) 2019
[2]基于分形原理的靜電紡絲技術(shù)研究和鋰電池隔膜研發(fā)[D]. 楊文秀.天津工業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]溶劑熱法制備納米銀線及其在透明導(dǎo)電膜中的應(yīng)用[D]. 沈偉.長安大學(xué) 2018
[2]DNA模板引導(dǎo)納米銀簇的制備及應(yīng)用研究[D]. 侯肖肖.天津醫(yī)科大學(xué) 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(xué) 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(xué) 2017
[5]電化學(xué)還原石墨烯與納米銀在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用[D]. 許貞.西南大學(xué) 2016
[6]靜電紡絲制備聚氨酯/碳納米管/納米銀復(fù)合纖維及其在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用[D]. 歐陽兆飛.北京化工大學(xué) 2013
本文編號(hào):3159440
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:54 頁
【學(xué)位級(jí)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(jìn)展
1.3 柔性傳感器研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)原理
2.1.1 AgNWs制備機(jī)理
2.1.2 PANI制備機(jī)理
2.1.3 靜電紡絲的機(jī)理
2.2 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
2.3 實(shí)驗(yàn)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(fù)合纖維膜的制備
2.3.4 柔性應(yīng)變傳感器的制備步驟
2.4 試樣表征及性能測(cè)試
2.5 本章小結(jié)
第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 AgNWs的形貌結(jié)構(gòu)分析
3.2 復(fù)合纖維膜的形貌結(jié)構(gòu)分析
3.2.1 PVDF/PANI復(fù)合纖維膜形貌結(jié)構(gòu)分析
3.2.2 PVA/PANI復(fù)合纖維膜形貌結(jié)構(gòu)分析
3.3 PVDF/PANI復(fù)合纖維膜的電導(dǎo)率實(shí)驗(yàn)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(yīng)變傳感器的性能分析
3.6.1 柔性應(yīng)變傳感器的電阻-應(yīng)變的響應(yīng)性能測(cè)試
3.6.2 柔性應(yīng)變傳感器的滯后實(shí)驗(yàn)分析
3.6.3 柔性應(yīng)變傳感器的GF系數(shù)實(shí)驗(yàn)分析
3.6.4 柔性應(yīng)變傳感器的多循環(huán)拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)分析
3.6.5 柔性應(yīng)變傳感器對(duì)手指關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)變化的感知實(shí)驗(yàn)分析
3.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]納米銀粒子/磺化聚苯乙烯復(fù)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(dǎo)電高分子生物材料在組織工程中的應(yīng)用[J]. 李勐,郭保林. 科學(xué)通報(bào). 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(xué)報(bào). 2019(03)
[4]高導(dǎo)電石墨烯/銀復(fù)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(yuǎn),朱英婷. 上海紡織科技. 2018(08)
[5]納米銀/石墨烯電化學(xué)傳感器的制備及應(yīng)用研究[J]. 劉冉彤,于浩,宋詩穩(wěn),楊力,萬向權(quán),馬壯. 傳感器與微系統(tǒng). 2018(07)
[6]軍用智能可穿戴設(shè)備發(fā)展綜述[J]. 王海龍. 電子技術(shù). 2018(02)
[7]控制劑(CuCl2·2H2O)對(duì)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(jī)鹽工業(yè). 2017(10)
[8]一步乳液聚合法制備高溶解性導(dǎo)電聚苯胺[J]. 呂亦同,胡江磊,張龍. 應(yīng)用化學(xué). 2017(06)
[9]可穿戴設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 封順天. 信息通信技術(shù). 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(jié)構(gòu)(英文)[J]. 徐麗紅,闞彩俠,王長順,從博,倪媛,施大寧. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]基于聚苯胺納米復(fù)合敏感材料的室溫柔性NH3傳感器研究[D]. 李思琦.吉林大學(xué) 2019
[2]基于分形原理的靜電紡絲技術(shù)研究和鋰電池隔膜研發(fā)[D]. 楊文秀.天津工業(yè)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]溶劑熱法制備納米銀線及其在透明導(dǎo)電膜中的應(yīng)用[D]. 沈偉.長安大學(xué) 2018
[2]DNA模板引導(dǎo)納米銀簇的制備及應(yīng)用研究[D]. 侯肖肖.天津醫(yī)科大學(xué) 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(xué) 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(xué) 2017
[5]電化學(xué)還原石墨烯與納米銀在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用[D]. 許貞.西南大學(xué) 2016
[6]靜電紡絲制備聚氨酯/碳納米管/納米銀復(fù)合纖維及其在電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用[D]. 歐陽兆飛.北京化工大學(xué) 2013
本文編號(hào):3159440
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