【摘要】：然而迄今為止,醫(yī)療用途的傳感器及電子電路,一直使用以硅(Si)為主的硬質(zhì)的電子材料。為了達(dá)到良好的傳導(dǎo)效果,該種器件在使用過程中,常常需要涂抹導(dǎo)電膏。該過程不僅繁瑣,而且當(dāng)需要長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)時(shí),導(dǎo)電膏固化會(huì)嚴(yán)重影響到監(jiān)測(cè)的效果。因此對(duì)于直接接觸人體肌膚的醫(yī)療傳感器而言,使用生物相容性良好的輕柔材料備受期待。導(dǎo)電棉線材料的制備將為構(gòu)建新型可穿戴設(shè)備傳感器提供可選擇的新型材料,不僅可以解決生理電信號(hào)采集過程中涂抹導(dǎo)電膏的不便,更將很大程度的改善醫(yī)療診斷過程中的患者體驗(yàn)。并且,該種新型電極材料的應(yīng)用,將實(shí)現(xiàn)醫(yī)用電極的可重復(fù)使用,這將大大降低醫(yī)療成本,減輕醫(yī)患負(fù)擔(dān)。因此,單壁碳納米管修飾的智能織物被認(rèn)為是可穿戴設(shè)備的重要材料。本文采用單壁碳納米管和普通棉線制備導(dǎo)電織物電極并將其用作生理電信號(hào)采集的前端傳感器。首先,采用浸漬法對(duì)普通不導(dǎo)電棉線進(jìn)行單壁碳納米管溶液修飾,并對(duì)其進(jìn)行干燥處理,這個(gè)過程使得導(dǎo)電性良好的單壁碳納米管多向分布在棉線的表面,從而使得棉線具有導(dǎo)電性。通過多個(gè)實(shí)驗(yàn),探究了制備條件(碳納米管溶液濃度,修飾時(shí)間,修飾次數(shù)等)和外界環(huán)境因素(如溫度,受力情況等)對(duì)導(dǎo)電棉線電學(xué)性能的影響。最后,基于該種導(dǎo)電棉線制作了織物電極,并通過頻率為100Hz,幅值為μV級(jí)的正弦信號(hào)和階躍信號(hào)的采集實(shí)驗(yàn)證明,該種織物電極有能力采集和傳送快速變化的弱電信號(hào)而不會(huì)引起顯著的衰減和失真,并具有相對(duì)較短的響應(yīng)時(shí)間。該種傳統(tǒng)織物的柔韌性和單壁碳納米管的導(dǎo)電性的完美結(jié)合,意味著該種材料在可穿戴電子產(chǎn)品中具有廣泛的潛在應(yīng)用。
[Abstract]:So far, however, sensors and electronic circuits for medical applications have been using rigid electronic materials dominated by silicon (Si). In order to achieve good conductive effect, it is often necessary to apply conductive paste in the process of application of this device. This process is not only cumbersome, but also when monitoring for a long time, the curing of conductive paste will seriously affect the monitoring effect. Therefore, for direct contact with human skin medical sensors, the use of good biocompatibility of soft materials is expected. The preparation of conductive cotton wire material will provide an optional new material for the construction of a new wearable device sensor. It can not only solve the inconvenience of applying conductive paste in the process of collecting physiological electrical signals. It will greatly improve the patient experience in the process of medical diagnosis. Moreover, the application of this new electrode material will realize the reuse of medical electrode, which will greatly reduce the medical cost and reduce the burden of doctors and patients. Therefore, single-walled carbon nanotubes modified intelligent fabric is considered to be an important material for wearable devices. In this paper, single-walled carbon nanotubes and common cotton wire are used to prepare conductive fabric electrodes and use them as the front-end sensor for collecting physiological electrical signals. Firstly, ordinary non-conductive cotton wires were modified with single-wall carbon nanotubes solution by impregnation method and dried. This process made single-walled carbon nanotubes with good conductivity distributed in many directions on the surface of cotton wire. Thus the cotton thread has electrical conductivity. Through several experiments, the effects of preparation conditions (concentration of carbon nanotubes solution, modification time, modification times, etc.) and environmental factors (such as temperature, stress, etc.) on the electrical properties of conductive cotton yarn were investigated. Finally, the fabric electrode is fabricated based on this kind of conductive cotton wire, and it is proved by the sampling experiment of sine signal and step signal with the frequency of 100 Hz and the amplitude of 渭 V. The fabric electrode has the ability to collect and transmit rapidly changing weak electrical signals without causing significant attenuation and distortion and has relatively short response time. The perfect combination of the flexibility of the traditional fabric and the conductivity of single-walled carbon nanotubes means that the material has a wide range of potential applications in wearable electronic products.
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP274.2;TP212

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 武斌,張錦,魏忠,劉忠范;銀表面上直立單壁碳納米管陣列的制備(英文)[J];電子顯微學(xué)報(bào);2001年05期

2 張浩,張兆祥,趙興鈺,侯士敏,施祖進(jìn),顧鎮(zhèn)南,劉惟敏,薛增泉;單壁碳納米管和W針尖熱處理時(shí)殘氣質(zhì)譜[J];真空電子技術(shù);2001年02期

3 唐青虎;趙廷凱;賀德龍;柳永寧;朱長(zhǎng)純;朱杰武;;催化劑組分對(duì)制取單壁碳納米管的影響[J];微納電子技術(shù);2007年06期

4 郭良;田紅燈;王利光;王暢;李勇;;封閉型(6,0)單壁碳納米管電子傳輸特性研究[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2009年04期

5 唐一科;鄭富中;周兆英;楊興;吳英;;基于單壁碳納米管陣列的力敏傳感器[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年18期

6 托合提江;阿不都熱蘇力;艾爾克·扎克爾;;單壁碳納米管能帶及其電子特性研究[J];光學(xué)與光電技術(shù);2014年03期

7 張振華,彭景翠,陳小華,王健雄,曾曉英;摻雜單壁碳納米管的電流特性[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2002年05期

8 方炎,歐陽雨;單壁碳納米管表面增強(qiáng)拉曼散射的新方法[J];光電子·激光;2004年06期

9 郭良;王利光;;單壁碳納米管能隙的密度泛函研究[J];微納電子技術(shù);2008年01期

10 ;中日科學(xué)家聯(lián)合研發(fā)高電導(dǎo)透明單壁碳納米管薄膜[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2009年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 鄭晗;王賢保;陳蓉;劉芳鳴;胡華亭;;單壁碳納米管的不對(duì)稱修飾[A];全國第八屆有機(jī)固體電子過程暨華人有機(jī)光電功能材料學(xué)術(shù)討論會(huì)摘要集[C];2010年

2 杜民;張兆祥;金新喜;張耿民;侯士敏;趙興鈺;劉惟敏;薛增泉;施祖進(jìn);顧鎮(zhèn)南;;場(chǎng)離子顯微鏡觀測(cè)單壁碳納米管[A];2001年納米和表面科學(xué)與技術(shù)全國會(huì)議論文摘要集[C];2001年

3 張錦;;單壁碳納米管的可控生長(zhǎng)、操縱及其能帶調(diào)控[A];中國化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2006年

4 鄒明英;陳景文;;單壁碳納米管吸附水中苯分子的計(jì)算模擬[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會(huì)暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會(huì)摘要集[C];2011年

5 李彥;彭飛;劉宇;王金泳;崔榮麗;;單壁碳納米管的性質(zhì)調(diào)控和選擇性修飾[A];中國化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第8分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

6 檀付瑞;桂慧;張靜;李紅波;李清文;;基于凝膠色譜柱的單壁碳納米管分離[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

7 李彥;;在基底上催化生長(zhǎng)單壁碳納米管的金屬催化劑[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 牛紅云;蔡亞岐;;羧基化的單壁碳納米管—海藻酸萃取盤的制備及應(yīng)用[A];第五屆全國環(huán)境化學(xué)大會(huì)摘要集[C];2009年

9 張?zhí)镏?;單壁碳納米管力學(xué)行為的手性效應(yīng)[A];2006年全國固體力學(xué)青年學(xué)者研討會(huì)論文摘要文集[C];2006年

10 姚小虎;韓強(qiáng);;單壁碳納米管的軸壓和純彎屈曲行為[A];復(fù)合材料力學(xué)的現(xiàn)代進(jìn)展與工程應(yīng)用——全國復(fù)合材料力學(xué)研討會(huì)論文集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 記者　 杜華斌;加開發(fā)單壁碳納米管生產(chǎn)新工藝[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

2 記者 任敏;北大教授找到單壁碳納米管生長(zhǎng)控制方法[N];北京日?qǐng)?bào);2014年

3 記者 楊靖;我科學(xué)家攻克單壁碳納米管結(jié)構(gòu)可控制備關(guān)鍵技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

4 記者 劉霞;美研制能自我修復(fù)的太陽能電池[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

5 李彤;掃描北大科研新亮點(diǎn)[N];科技日?qǐng)?bào);2001年

6 吳啟航;新型納米復(fù)材可有效抵御電磁輻射[N];中國建材報(bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 付群;單壁碳納米管的純化、修飾及其初步用于場(chǎng)效應(yīng)生物傳感器的研究[D];上海大學(xué);2009年

2 馬杰;大直徑單壁碳納米管制備、純化及其應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2009年

3 姚明光;新型稀土復(fù)合催化劑合成單壁碳納米管及其高壓結(jié)構(gòu)相變研究[D];吉林大學(xué);2007年

4 伏傳龍;單壁碳納米管功能化的研究[D];上海交通大學(xué);2008年

5 曾暉;缺陷對(duì)單壁碳納米管和石墨烯電子輸運(yùn)特性影響的研究[D];湖南大學(xué);2009年

6 高平奇;單壁碳納米管拉曼光譜及電輸運(yùn)性質(zhì)研究[D];蘭州大學(xué);2010年

7 趙元春;碳/碳氮一維納米材料的制備、物性以及相關(guān)器件的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（國家納米科學(xué)中心）;2008年

8 張現(xiàn)仁;納米圓柱孔材料的限定空間內(nèi)流體的吸附及相行為[D];北京化工大學(xué);2001年

9 鄒永剛;豆莢結(jié)構(gòu)碳納米材料Peapod（C_（60）@SWNTs）的制備及其結(jié)構(gòu)和高壓相變研究[D];吉林大學(xué);2009年

10 張遠(yuǎn)馥;單壁碳納米管在光學(xué)生物傳感中的應(yīng)用[D];陜西師范大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李娜;單壁碳納米管的提純和優(yōu)化制備及其拉曼研究[D];首都師范大學(xué);2008年

2 宋開顏;單壁碳納米管的第一性原理研究及對(duì)稱性分析[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2007年

3 劉小文;單壁碳納米管表面修飾的優(yōu)化及用于腫瘤光熱治療的研究[D];蘇州大學(xué);2012年

4 趙明媛;單壁碳納米管手性測(cè)量[D];北京化工大學(xué);2012年

5 夏慧敏;單向徑向形變對(duì)單壁碳納米管吸附性能的影響[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

6 李博;單壁碳納米管分子結(jié)構(gòu)力學(xué)的有限元分析[D];燕山大學(xué);2015年

7 葉夢(mèng)夢(mèng);鐵電聚合物與單壁碳納米管的相互作用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

8 余志強(qiáng);氟代芐醚酞菁鋅（Ⅱ）-芘環(huán)糊精-單壁碳納米管復(fù)合體系的合成及其光物理性質(zhì)[D];福建師范大學(xué);2015年

9 吉元春;多酸/單壁碳納米管復(fù)合材料的性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

10 于紅剛;磁場(chǎng)輔助電弧放電法制備單壁碳納米管[D];新疆大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2460791