人體皮膚感知系統(tǒng)通過多種受體傳感器可以將外界的多重刺激（如溫度、濕度、光等）轉(zhuǎn)化為神經(jīng)脈沖信號,從而引發(fā)不同的生理反應(yīng),實(shí)現(xiàn)對周圍環(huán)境的精準(zhǔn)感知。近年來,具有類皮膚感知非接觸式刺激信號能力的柔性電子器件,由于其在遠(yuǎn)程安全、健康檢測、義肢以及智能機(jī)器人等領(lǐng)域擁有巨大的實(shí)際應(yīng)用潛力,受到了越來越多的關(guān)注。實(shí)現(xiàn)非接觸式感知能力的核心是開發(fā)無需直接接觸即可對諸如水分、溫度等刺激做出敏感響應(yīng)的材料。迄今為止,氧化石墨烯,過渡金屬二硫化物以及多層金屬箔等材料已經(jīng)被用來制造非接觸式傳感器件。然而,這些材料本征不可拉伸且制備繁瑣,從而難以滿足實(shí)際需求。因此,如何開發(fā)具有高度可延展性、高靈敏性的非接觸式傳感器件,實(shí)現(xiàn)仿皮膚多功能感知仍然是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的研究難題。聚（3,4-乙烯二氧噻吩）:聚（苯乙烯磺酸鹽）（PEDOT:PSS）導(dǎo)電高分子由于其可溶液加工、結(jié)構(gòu)易調(diào)、離子/電子導(dǎo)電以及多重刺激響應(yīng)能力等優(yōu)勢,使得其成為開發(fā)新一代非接觸式傳感器件的理想材料。盡管如此,其本征脆性結(jié)構(gòu)以及較差的傳感性能成為其進(jìn)一步應(yīng)用的瓶頸。本論文中,我們使用了非常簡單的溶劑揮發(fā)誘導(dǎo)自組裝的方法,在羧基丁苯乳膠（XSB la... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）—些導(dǎo)電高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)；（ｂ）導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電率與其他材料的比較??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?（?

?第一章緒論???息相關(guān)。??過去幾十年中，對于導(dǎo)電高分子的研宄與日俱增，其種類層出不窮，應(yīng)用領(lǐng)??域逐漸擴(kuò)大，其原因可以歸結(jié)為：一，共軛結(jié)構(gòu)賦予了導(dǎo)電高分子類似金屬??的性質(zhì)，如優(yōu)秀的電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)特性；二，其兼具聚合物的性質(zhì)，如優(yōu)異的??機(jī)械性能、可加工性、低成本等；三，導(dǎo)電高分子可以從分子層面進(jìn)行設(shè)計(jì)，與??眾多物質(zhì)形成復(fù)合材料，從而使得性能達(dá)到互補(bǔ)。借助于這些優(yōu)勢，導(dǎo)電高分子??得以在電子皮膚，柔性電極，生物傳感器，能量收集與存儲和軟體機(jī)器人等領(lǐng)域??受到廣泛的青睞（如圖１．２）［｜＆２；！］。??Ｎｅｒｕａｌ?Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ??＾?＂―?＾?ｗＢＢＳｔｔ??Ｃｈｅｍｉｃａｌ?Ｓｅｎｓｏｒ?Ｔｉｓｓｕｅ?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ??—ＣＰＴ：?膠麗??Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ?ＯＬＥＤ??修騙＾??Ｓ?７％??Ｓｏｆｔ?Ｒｏｂｏｔ??圖１．２導(dǎo)電高分子材料的應(yīng)用概述??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?ｐｏｌｙｍｅｒｓ．??１．３?ＰＥＤ０Ｔ：ＰＳＳ基本概述??１．３．?１?ＰＥＤ０Ｔ：ＰＳＳ的研究起源??在導(dǎo)電高分子的領(lǐng)域中，最受研究者青睞的要數(shù)聚噻吩家族。這主要是因?yàn)??聚噻吩的能壘是常見導(dǎo)電高分子里面最低的，大概在２．０?ｅＶ，而其他的常見導(dǎo)電??３??

ｅＶ），使得電導(dǎo)率得到進(jìn)一步提升［２５］。然而，如同常見的導(dǎo)電高分子一樣，本征??態(tài)的ＰＥＤＯＴ材料在水中溶解性很差，很大程度上限制了?ＰＥＤＯＴ在不同領(lǐng)域中??的使用。造成其溶解性問題一方面是由于聚合的小分子是疏水性的，另一方面則??是因?yàn)閷?dǎo)電高分子的分子量比較高，導(dǎo)致聚合物親水性非常差。利用單體ＥＤＯＴ??和親水性高分子聚對苯乙烯磺酸根（ＰＳＳ〇以一定比例混合進(jìn)行聚合反應(yīng)，可以得??到穩(wěn)定的聚（３，４－乙撐二氧噻吩）／聚對苯乙烯磺酸（？￡００１＾５５）深藍(lán)色微分散水溶??液（如圖１．３）。其中ＰＳＳ的作用是：１）作為摻雜態(tài)ＰＨ）ＯＴ的電荷平衡來源；２）通??過庫侖相互作用，增加ＰＥＤＯＴ的水溶性，從而形成均勻穩(wěn)定的水相分散液［２６］。??隨著溶解性問題的解決，ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ迅速成為導(dǎo)電高分子領(lǐng)域最閃亮的明星材??料，受到海內(nèi)外研究工作者的廣泛青睞。??ａ?ｂ?／／?一ｐｓｓ??６６６６６?，、￣ＰＥＤＯＴ??Ｓ〇３?Ｓ〇ＪＨ?Ｓ０，Ｈ?ｓｏ３ｈ?ｓｏ３??／ＱｃＪ?＾??ｖ＿／??圖１．３ＰＥＤ０Ｔ：ＰＳＳ的（ａ）化學(xué)結(jié)構(gòu)式和（ｂ）示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?（ａ）?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ａｎｄ?（ｂ）?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ．??１．３．?２?ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ?特性概述??首先，ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ材料具有突出的機(jī)械特性。深藍(lán)色的ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ，可以??通過簡單而多樣的成膜方式如旋涂、滴涂、噴涂、打英印刷以及抽濾等，制備??高質(zhì)量的薄膜。無論使用何種基底材料如玻璃或者塑料，薄膜均具有高度的均一??性和光滑度（粗糙度小于２?ｎｍ），非常有利于其在發(fā)光器件或


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