柔性智能器件能響應(yīng)外部信號刺激并產(chǎn)生相應(yīng)的反饋,被廣泛應(yīng)用于傳感、驅(qū)動、以及軟體機器人等領(lǐng)域。隨著下一代智能穿戴系統(tǒng)的發(fā)展,對于柔性智能器件的功能性和集成性設(shè)計提出了更高的需求。然而,受限于不同的響應(yīng)機制,目前研究的包括傳感器、驅(qū)動器在內(nèi)的柔性智能器件功能較單一,無法實現(xiàn)多功能性;而將傳感器與驅(qū)動器進行簡單集成則會增加系統(tǒng)設(shè)計與制備的難度,不利于智能器件的高柔性可穿戴化;因此如何實現(xiàn)傳感驅(qū)動一體化成為柔性智能器件領(lǐng)域發(fā)展的重要挑戰(zhàn)。針對上述問題,本文構(gòu)筑了基于非對稱結(jié)構(gòu)紙基石墨烯薄膜的多功能可穿戴柔性智能器件,并實現(xiàn)了對于人體活動的傳感以及驅(qū)動變形性能。本文采用簡單的方法設(shè)計制備了具有非對稱結(jié)構(gòu)的紙基石墨烯薄膜。將該薄膜作為柔性力學傳感器,可實現(xiàn)對于不同方向彎曲變形的檢測、以及快速的響應(yīng);該傳感器可貼附于人體或者衣物上,用于監(jiān)測包括手指手腕彎曲運動、脈搏跳動、手指觸摸在內(nèi)的從大范圍到微弱信號的一系列人體活動�；谠撝悄鼙∧�,本文也構(gòu)建了具有快速響應(yīng)及大變形的光驅(qū)動器,并通過理論分析、有限元模擬探究了光驅(qū)動器光致形變的影響因素,從而優(yōu)化柔性驅(qū)動器性能,并通過力學分析設(shè)計了仿生花、智能爬行... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

柔性力學傳感器五種信號傳導(dǎo)機制示意圖

合肥工業(yè)大學碩士學位論文表 2.2 實驗中所需要的儀器設(shè)備表Tab 2.2 Instruments and equipments needed in the experiment儀器 型號/規(guī)格 生產(chǎn)廠家數(shù)字恒溫加熱板 HEAT-250 MIT Corporation超聲波清洗機 KQ5200DA 昆山市超聲儀器有限公司掃描電鏡 JEM-2100F 日本電子制造電化學工作站 CHI900D 上海辰華有限公司拉曼測試儀 LabRAM HR Evolution HORIBA JOBIN YVON2.3 紙基石墨烯薄膜的制備過程具有非對稱結(jié)構(gòu)的紙基石墨烯薄膜的制備過程如圖 2.1 所示，具體步驟如下。

圖 2.2 具有非對稱結(jié)構(gòu)的紙基石墨烯薄膜表面光學圖cal images of the surface of a paper-based graphene film with an asym有一定的柔韌性、機械性能優(yōu)良且具有一定的耐磨能力。素組成，其表面粗糙多孔、可作為納米材料的柔性基底。（片徑尺寸＞0.5μm）本身具有高親水性，在浸漬過程中，張纖維上進行吸附。當初次干燥后，紙基氧化石墨烯薄膜。重復(fù)浸漬多次后，溶液中的 GO 納米片可大量粘附在紙張烘干時不會發(fā)生脫落。通過 HI 還原之后，紙張纖維表面附圖 2.2 是浸漬 25 次過后具有非對稱結(jié)構(gòu)的紙基石墨烯薄膜學圖像（將與玻璃基板接觸一面定義為下表面，另一側(cè)則看出，柔性紙基底被石墨烯包圍，其上下表面均有明顯的墨烯薄膜電鏡圖子顯微鏡簡稱 SEM（scanning electron microscope）是實驗

【參考文獻】：
期刊論文
[1]碳材料基柔性可穿戴傳感器（英文）[J]. 蹇木強,王春雅,王琪,王惠民,夏凱倫,訚哲,張明超,梁曉平,張瑩瑩.  Science China Materials. 2017(11)



本文編號：3350364