可在拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲等多種大變形條件下正常工作的柔性電子器件在數(shù)字信息、可再生能源、健康醫(yī)療、生物傳感等領(lǐng)域都具有良好的應(yīng)用前景。柔性應(yīng)變傳感器突破了傳統(tǒng)應(yīng)變傳感器材料硬脆、測(cè)量范圍窄、只能在剛硬、平直的表面上使用的局限,在結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè),人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè),生物醫(yī)學(xué),人機(jī)界面以及電子皮膚等高新科技領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注,具有很高的開(kāi)發(fā)潛力。在柔性導(dǎo)電材料的研究中,研究者將導(dǎo)電納米填料分布到聚合物彈性體中,形成了具有高導(dǎo)電性、低彈性模量和低質(zhì)量密度的納米復(fù)合材料。尤其該類(lèi)材料顯著的壓阻效應(yīng)（即導(dǎo)電性對(duì)應(yīng)變的敏感性）,使之成為高靈敏度柔性應(yīng)變傳感材料的極佳選擇。目前對(duì)該類(lèi)納米復(fù)合材料已進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)及理論研究,為最終實(shí)現(xiàn)其工程應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)和豐富的性能數(shù)據(jù)。研究結(jié)果顯示雙層結(jié)構(gòu)應(yīng)變傳感薄膜（即納米導(dǎo)電材料層+聚合物彈性基底）,具有很高的壓阻敏感性與變形能力,并且制備工藝操作簡(jiǎn)便,易于控制、成本較低�；谏鲜鰞�(yōu)點(diǎn),雙層結(jié)構(gòu)的應(yīng)變傳感薄膜已成為近年來(lái)柔性傳感薄膜研究的熱點(diǎn)。然而,迄今為止聚合物基底表面二維導(dǎo)電層的電阻與表面納米顆粒密度的數(shù)量關(guān)系,即二維導(dǎo)電滲流行為尚缺乏定量的描述;導(dǎo)電滲流對(duì)雙層結(jié)構(gòu)... 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

柔性壓阻傳感器的應(yīng)用舉例Fig1.1Applicationexamplesofflexiblepiezoresistivesensors[6]

?檣堋?能夠作為柔性基底使用的聚合物首先需要擁有良好的變形能力，可以承受大范圍的變形，在數(shù)千次疲勞循環(huán)中依舊保持良好的穩(wěn)定性。目前常作為基底使用的材料例如PDMS（聚二甲基硅氧烷）、Ecoflex[13]、TPU（熱塑性彈性體）[19]、SBR（丁苯橡膠）[20]、PPS（聚苯硫醚）、PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）、PET（聚酯）、PI（聚酰亞胺）[21]等。由于PDMS彈性模量低、耐腐蝕性強(qiáng)、兼容性良好、即使在高熱環(huán)境下也能保持穩(wěn)定性[22]，因此是近年來(lái)作為柔性基底最常使用的聚合物材料[23]，其分子結(jié)構(gòu)式如圖1.2所示。圖1.2PDMS的分子結(jié)構(gòu)式Fig1.2MolecularstructureofPDMS

4]、分散度[25]、制備工藝、碳納米管與聚合物的相互作用以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[26]等因素影響。研究發(fā)現(xiàn)，在小應(yīng)變情況下，基于碳納米管的應(yīng)變傳感材料的靈敏度相對(duì)較低(<5)，壓阻效應(yīng)表現(xiàn)出線性；在大應(yīng)變情況下，壓阻效應(yīng)通常表現(xiàn)非線性，并且通常在循環(huán)加-卸載過(guò)程中表現(xiàn)出滯后效應(yīng)[27]。基于石墨烯的應(yīng)變傳感材料在小應(yīng)變情況下表現(xiàn)出超高的靈敏度，其壓阻效應(yīng)主要來(lái)源于觸點(diǎn)的斷裂、間距的變化以及拉伸后的區(qū)域交疊。采用不同的制備方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)有助于增大應(yīng)變材料的測(cè)試范圍，目前已成功制備出擁有石墨烯網(wǎng)格[28](圖1.3a)、皺折[29](圖1.3b)、彎曲[30](圖1.3c)等結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。圖1.3（a）石墨烯平行網(wǎng)格；（b）褶皺石墨烯納米顆粒；（c）彎曲石墨烯結(jié)構(gòu)Fig1.3(a)Grapheneparallelgrids;(b)Foldedgraphenenanoparticles;(c)Curvedgraphenestructure金屬納米材料具有較大的比表面積，表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)都使得其區(qū)別與塊體金屬材料，在傳感、催化、抗菌等各領(lǐng)域開(kāi)拓了新的應(yīng)用前景。金屬納米顆粒可以通過(guò)打印

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]柔性電子材料與器件的應(yīng)用[J]. 于翠屏,劉元安,李楊柳,郭霞.  物聯(lián)網(wǎng)學(xué)報(bào). 2019(03)
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[3]高分子超/微濾膜的親水化改性:從PEG化到離子化[J]. 趙翌帆,朱利平,徐又一,朱寶庫(kù).  功能材料. 2011(02)
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[6]乙醇熱還原法制備形狀可控Ag納米顆粒[J]. 牛曼,蔣陽(yáng).  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2007(03)

碩士論文
[1]柔性電子中PDMS的力學(xué)性能及粘接研究[D]. 俞天.揚(yáng)州大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3393070