發(fā)布時(shí)間：2020-05-09 15:39

【摘要】：隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)于健康的生活需求也不斷提高,如何實(shí)現(xiàn)便捷、實(shí)時(shí)的健康監(jiān)護(hù)和疾病早期診斷已經(jīng)成為人們亟待解決的問題�？纱┐魇絺鞲衅饔捎谄洳僮骱�(jiǎn)單,可以穿戴在用戶身上對(duì)人體的生理生化指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)而得到了人們的廣泛關(guān)注,開發(fā)新型的柔性傳感器材料用于構(gòu)建可穿戴式傳感器具有重要的意義。石墨烯材料具有獨(dú)特的二維納米結(jié)構(gòu)、高比表面積、良好的導(dǎo)電性和柔韌性等特點(diǎn),在柔性傳感、生物醫(yī)學(xué)、電子器件、化學(xué)化工等領(lǐng)域都有很高的應(yīng)用價(jià)值。本論文開發(fā)制備了多種功能石墨烯薄膜材料,包括石墨烯自支撐薄膜、卟啉功能化的石墨烯薄膜、具有多孔微結(jié)構(gòu)的石墨烯薄膜和石墨烯導(dǎo)電織物材料,發(fā)掘了這些功能化石墨烯材料的特性,并用于新型的柔性可穿戴傳感裝置的構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)對(duì)多種人體生理信號(hào)、動(dòng)作以及VOCs標(biāo)志物的傳感檢測(cè)。具體的研究?jī)?nèi)容有:1、制備了柔性的石墨烯自支撐薄膜并以此為基礎(chǔ)制備了卟啉功能化的石墨烯薄膜,研究了其對(duì)VOC標(biāo)志物氣體的響應(yīng)能力。使用四種不同的卟啉功能化石墨烯薄膜構(gòu)建了新型的柔性可穿戴氣體傳感陣列,并實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種VOC氣體的區(qū)分與檢測(cè)。2、制備了柔性的多孔石墨烯薄膜,并研究了其在各種應(yīng)變狀態(tài)下的相對(duì)電阻變化性能;將多孔石墨烯薄膜與卟啉功能化的石墨烯陣列相結(jié)合,構(gòu)建了新型的多功能可穿戴石墨烯傳感陣列。利用多孔的rGO薄膜構(gòu)成的應(yīng)力響應(yīng)層,實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的脈搏、呼氣頻率等生理信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。利用由卟啉修飾的rGO氣體傳感陣列的電學(xué)信號(hào)變化結(jié)合模式識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)人體呼氣中VOC標(biāo)志物的辨別和分析,實(shí)現(xiàn)了糖尿病患者、腎病患者和健康人的區(qū)分。3、制備了柔性的石墨烯導(dǎo)電織物材料,并研究了其對(duì)應(yīng)力的響應(yīng)特性;通過在導(dǎo)電石墨烯織物上進(jìn)一步制備對(duì)VOC標(biāo)志物氣體色敏響應(yīng)的聚二炔陣列,來構(gòu)建新型的多功能可穿戴傳感陣列,對(duì)VOC標(biāo)志物和人體生理信號(hào)及動(dòng)作的同時(shí)監(jiān)測(cè)研究。本論文的工作豐富了功能化石墨烯材料的研究?jī)?nèi)容,研究了功能化石墨烯材料的氣體傳感特性和應(yīng)力響應(yīng)特性,發(fā)展了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
【圖文】：

備了僅有單層碳原子構(gòu)成的石墨烯薄片[1]。在優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)受到了科研工作者的廣泛力學(xué)特性，碳碳鍵的結(jié)構(gòu)剛性使得其成為世界0Gpa。石墨烯的碳原子以肩并肩的方式形成離這使得石墨烯具有超導(dǎo)電性和高載流子遷移良的熱導(dǎo)體，其熱導(dǎo)率可達(dá) 5000W/m2K。由巨大的比表面積，其比表面積可達(dá) 2630m2/g[2和電化學(xué)還原得到還原氧化石墨烯，這種方法可能。力學(xué)上的不穩(wěn)定性，不管是自由狀態(tài)存在的石全平整的平面，其表面都存在著微觀尺度的褶墨烯的電學(xué)和光學(xué)特性。除了褶皺之外，石墨裂紋等，這些缺陷都會(huì)影響石墨烯本身的特性缺陷從而改變石墨烯的性能，用功能化的石墨

備化還原法來進(jìn)行制備，用鱗片石墨作為原料，到氧化石墨，并且該氧化石墨的層與層之間的得到片層狀的氧化石墨烯，再通過化學(xué)方法進(jìn)是石墨烯可以通過以下的方法來制備成石墨烯薄膜化石墨烯溶液，然后使用快速真空抽濾的方法再將氧化石墨烯還原并且溶解下層的濾膜就化石墨烯溶液還原成石墨烯溶液，再通過真空然后將濾膜去除即可。Eda[4]等人使用氧化石烯水溶液用真空抽濾法沉積在混合纖維素酯材石墨烯薄膜，，然后他們?nèi)コ嘶旌侠w維素酯材玻璃基底上，再使用化學(xué)還原法將其還原就得
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.2;TP212.3;R446.1

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