發(fā)布時間：2021-03-04 20:39

　　近年來,隨著計算機科學、光電子學、材料科學、機械學等領(lǐng)域的協(xié)同進步,人工智能技術(shù)以前所未有的速度迅猛發(fā)展,而由此衍生出的智能可穿戴設備也成為了科研工作者們關(guān)注的焦點之一。作為智能可穿戴設備中不可或缺的重要組件之一,柔性應變傳感器自然成為了當今科學研究的熱點,該類傳感器由于可拉伸、靈敏度高等特點,在健康監(jiān)測、電子皮膚、機器人的關(guān)節(jié)運動控制等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。目前研究和應用最為廣泛的應變傳感器是電阻式應變傳感器,它可以有效地將應變傳感介質(zhì)的物理形變轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮枳兓?從而達到應變傳感的目的。多種材料都可以用作應變傳感器中的傳感介質(zhì),例如金屬納米材料、聚合物材料以及碳納米材料等。其中,碳納米材料因其納米尺度的交叉接觸、機械特性和導電性能優(yōu)異等優(yōu)點,非常適合用作應變傳感器中傳感介質(zhì)的材料。本論文主要內(nèi)容如下:首先,對以單根碳納米線圈為載體的應變傳感單元的傳感特性進行了研究。由于碳納米線圈有著獨特的三維螺旋形貌,使其本身具有良好的彈性,因此具備發(fā)生拉伸形變的基本條件。為了使其在拉伸過程中產(chǎn)生導電性的明顯改變,本研究以單根碳納米線圈為應變母體,在其表面依次沉積一層氧化鋁薄膜和鈦薄膜分別作為絕緣層... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３用“Ｓｔｏｐ－ａｎｄ－Ｇｏ”方法制作的不同尺寸條紋的光學顯微鏡圖片［３１］

??質(zhì)層。利用這種印刷技術(shù)制作的應變傳感器的制作過程圖如圖１．４（ａ）所示，制得的銀納??米顆粒的掃描電子顯微鏡圖片如圖１．４（ｂ）所示。這種應變傳感器對小壓力的響應比較靈??敏，在０－５００Ｐａ的壓強下都可以產(chǎn)生比較明顯的電阻變化，在３４?Ｐａ的壓強下，其靈敏??度達到了?０．５９／Ｐａ。??ａ?Ｓｔｒａｉｎ?ｓｅｎｓｏｒ??Ｓｑｕｅｅｇ＾＾＾Ｔ＾９ＮＰｍｋ?ＣＮＴ－ＡｇＮＰｆｉｌｍ?Ｆｌｅｘｉｂｌｅｓｕｂｓｔ＾＾＾＾?ｂ??圖１．４用印刷法制備碳納米管－銀納米顆�；嵝詰儌鞲衅鳌＃ǎ幔┲谱鬟^程??圖；（ｂ）印刷法得到的碳納米管－銀納米顆粒薄膜的掃描電鏡圖％。??Ｆｉｇ．?１．４?Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＣＮＴ－ＡｇＮＰ－ｂａｓｅｄ?ｆｌｅｘｉｂｌｅ?ｓｔｒａｉｎ?ｓｅｎｓｏｒ?ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ａ??ｓｃｒｅｅｎ?ｐｒｉｎｔｉｎｇ?ｍｅｔｈｏｄ，?（ａ）?Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ，?（ｂ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｒｉｎｔｅｄ?ＣＮＴ－ＡｇＮＰ??Ｓｏｎｇ等人制備了一種石墨烯和熱塑性聚氨酯復合的帶狀結(jié)構(gòu)，然后將這種復合??帶狀結(jié)構(gòu)浸泡在三氟乙酸銀溶液中２小時使該結(jié)構(gòu)膨脹，之后將其從溶液中移出，并用??水合肼對該結(jié)構(gòu)中的銀離子進行還原即可形成銀納米顆粒，該結(jié)構(gòu)的表面形貌如圖１．５??所示，其中（ａ）圖為銀納米顆粒分布的斷面圖，（ｂ）圖為斷面放大圖，（ｃ）圖為銀納??米顆粒的分布圖。將石墨烯－銀納米顆粒－熱塑性聚氨酯復合結(jié)構(gòu)作為傳感介質(zhì)制成的應??變傳感器可以達到１０００％的超高應變量

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【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于ZnO納米線與P（VDF-TrFE）纖維的高柔性應變傳感器在可穿戴電子器件方面的應用（英文）[J]. 陳帥,婁正,陳娣,陳照軍,姜凱,沈國震.  Science China Materials. 2016(03)



本文編號：3063879