近年來隨著醫(yī)療科技的進步,介入導管以微型化、精確化、可控等優(yōu)點成為醫(yī)療界的研究熱點。IPMC驅動的主動式介入導管具有尺寸小、低電壓下彎曲變形大的特點,且屬于柔性材料,對人體傷害較小,恰好滿足介入導管在體積和手術風險方面的要求。然而,現有的IPMC輸出力較小,長時間的工作過程中電極表面有裂紋產生,且運動控制單一,不能滿足醫(yī)學領域對其輸出力和運動靈活性的需求,從而限制了其在介入導管方面的應用。本文針對IPMC的以上問題,通過改變驅動離子實現對IPMC電極裂紋的修復,從而提高IPMC的驅動性能;通過制備三維管狀和四棱柱狀的IPMC提高其彎曲自由度,探索IPMC在介入導管方面的應用。具體工作如下:（1）通過采用銅離子作為驅動離子,對IPMC輸出性能進行了優(yōu)化,提出一種IPMC電極裂紋動態(tài)修復的方法。主要研究了銅離子對IPMC的電極表面形貌和電極電阻的影響;并借助位移傳感器和力傳感器,將鋰離子型IPMC與銅離子型IPMC的輸出力和輸出位移進行了比較,探究銅離子對IPMC驅動性能的影響。（2）研究了柱狀IPMC制備方法。主要內容有基底膜澆鑄,基底膜的粗化、表面電極的制備和表面電極的分割;通過掃描電... 

【文章頁數】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 IPMC材料簡介
        1.2.1 IPMC特性
        1.2.2 IPMC性能優(yōu)化
        1.2.3 IPMC應用研究
    1.3 介入導管簡介
        1.3.1 磁力驅動
        1.3.2 繩索驅動
        1.3.3 形狀記憶合金(SMA)驅動
        1.3.4 電活性(EAP)材料驅動
    1.4 課題來源及本課題的工作
        1.4.1 課題來源
        1.4.2 研究目的及意義
        1.4.3 本課題主要工作
第二章 銅離子型IPMC的制備與表征
    2.1 銅離子型IPMC的驅動機理
    2.2 銅離子對IPMC性能的影響
    2.3 銅離子型IPMC的制備
        2.3.1 實驗藥品
        2.3.2 制備過程
    2.4 性能測試
        2.4.1 測試裝置簡介
        2.4.2 測試結果與分析
    2.5 本章小結
第三章 柱狀IPMC的制備
    3.1 柱狀IPMC制備原理
    3.2 實驗材料和設備
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器
    3.3 柱狀IPMC的制備
        3.3.1 基底膜的制備
        3.3.2 基底膜的粗化
        3.3.3 電極層的制備
        3.3.4 電極層的分隔
        3.3.5 離子交換過程
    3.4 結果分析
        3.4.1 基底膜粗化結果
        3.4.2 電極性能的分析
        3.4.3 電極分隔結果分析
    3.5 本章小結
第四章 柱狀IPMC性能分析及應用
    4.1 柱狀IPMC驅動機理
    4.2 柱狀IPMC性能測試
        4.2.1 電極電阻的測試
        4.2.2 驅動性能測試
    4.3 IPMC驅動的主動介入導管
        4.3.1 主動介入導管整體結構
        4.3.2 主動介入導管性能測試
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 本文主要工作和總結
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]通過非對稱電極實現IPMC單向彎曲[J]. 王茂林,于敏,何青松,劉志剛.  載人航天. 2017(04)
[2]《中國心血管病報告2016》概要[J]. 陳偉偉,高潤霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,顧東風,楊躍進,鄭哲,蔣立新,胡盛壽.  中國循環(huán)雜志. 2017(06)
[3]《中國心血管病報告2014》要點介紹[J]. 隋輝,陳偉偉,王文.  中華高血壓雜志. 2015(07)
[4]IPMC驅動材料控制系統的研制[J]. 李玉秀,于敏,何青松,宋林林,戴振東.  現代電子技術. 2011(11)
[5]紫外激光在半導體芯片切割中優(yōu)勢的研究[J]. 王磊.  電子工業(yè)專用設備. 2010(04)
[6]離子聚合物-金屬復合物發(fā)展綜述[J]. 彭瀚旻,楊淋,李華峰,趙淳生.  微特電機. 2008(02)
[7]從心導管介入技術的發(fā)展看現代技術革命[J]. 毛威,陳君柱,施衛(wèi)星.  醫(yī)學與社會. 2002(04)
[8]關于對金屬陽離子水解常數的探討[J]. 劉磊.  信陽師范學院學報(自然科學版). 1986(01)
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博士論文
[1]IPMC人工肌肉界面與材料設計、力電建模及仿生應用研究[D]. 何青松.南京航空航天大學 2015
[2]用于微創(chuàng)介入手術的導管導向機器人研究[D]. 李顯凌.哈爾濱工業(yè)大學 2009

碩士論文
[1]離子聚合物金屬復合材料驅動性能優(yōu)化研究[D]. 楊旭.南京航空航天大學 2016
[2]介入導管的設計與主從控制[D]. 馮安洋.南京航空航天大學 2014
[3]基于SMA與繩索混合驅動介入主動導管研究[D]. 張健.南京航空航天大學 2014
[4]導管導絲介入手術機器人系統的研究[D]. 李雪.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[5]基于IPMC驅動的仿生眼球設計及制造[D]. 李玉秀.南京航空航天大學 2011
[6]繩驅動介入式主動導管的設計與研究[D]. 桑賢臣.南京航空航天大學 2011
[7]介入手術中的機器人輔助導絲擂入系統的設計與研究[D]. 陳大國.上海交通大學 2011
[8]微創(chuàng)介入導管遠端主動導向技術研究[D]. 李黃享.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[9]介入式手術導管導向裝置研究[D]. 劉浩.哈爾濱工業(yè)大學 2006



本文編號：3659074