發(fā)布時(shí)間：2022-04-23 18:19

　　人體皮膚具有柔軟,可拉伸,輕便和強(qiáng)韌的特性,并能夠?qū)⒏鞣N輸入刺激從外部環(huán)境（例如微風(fēng)）傳遞到大腦。因此,最近吸引了許多研究人員開(kāi)發(fā)人造皮膚的新型材料,用在軟體機(jī)器人,可穿戴的傳感器和醫(yī)療裝備和人工智能設(shè)備。目前,壓電傳感器已廣泛用于可穿戴設(shè)備中以模仿人類皮膚的功能。但是,開(kāi)發(fā)兼具高靈敏度,伸縮性,高彈性和合適的楊氏模量的壓電軟材料仍然是巨大的挑戰(zhàn)。該課題所研究的是通過(guò)將主要的單體:N,N`-亞甲基雙丙烯酰胺（MBA）、對(duì)苯乙烯磺酸鈉（Na SS）、丙烯腈（PAN）和聚偏氟乙烯（PVDF）等數(shù)種單體鏈?zhǔn)骄酆虾蠖俳?jīng)過(guò)冷凍干燥過(guò)程后所制備的一種具有良好壓電特性的聚合物復(fù)合彈性體。通過(guò)各種如掃描電鏡的常規(guī)表征以及特殊的電學(xué)性能表征,我們發(fā)現(xiàn)-C≡N-鏈和-CH₂/-CF₂鏈之間的偶極-偶極相互作用被用來(lái)引起PVDF構(gòu)象的改變（從α構(gòu)象到β構(gòu)象）,與之帶來(lái)的是機(jī)械性能增強(qiáng)。通過(guò)微觀觀察,這種由全有機(jī)聚合物組成的彈性體具有凹凸不平的褶皺結(jié)構(gòu),具有極高的可拉伸性,超壓縮性和高彈性。使用萬(wàn)能電表測(cè)試后,可以發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合壓電彈性體有著出色的電勢(shì)輸出能力(Vo... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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可穿戴設(shè)備的應(yīng)用方面(圖片來(lái)自百度搜索)

第一章緒論5問(wèn)，監(jiān)測(cè)人類的健康和生物表面周圍的環(huán)境將促進(jìn)更健康的生活方式。1.1.2可穿戴電子設(shè)備應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)控為了滿足各個(gè)人的需求，可拉伸傳感器的功能已逐漸趨向多樣化，包括體溫檢測(cè)[16]，心率監(jiān)測(cè)[17]和肌肉運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)[18]。這些功能可幫助人們實(shí)時(shí)全面了解自己的身體狀況，并可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)疾病的初始癥狀，為醫(yī)治博得最佳的時(shí)間段。如圖1-3列舉了最近開(kāi)發(fā)的可穿戴可拉伸傳感器用于人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。每個(gè)人在每日或多或少都會(huì)進(jìn)行一定量的運(yùn)動(dòng)。然而，不良的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣會(huì)對(duì)我們的健康產(chǎn)生重大影響或是損害。例如，智能手機(jī)向現(xiàn)代人提供了一種學(xué)習(xí)和娛樂(lè)的新圖1-3人體運(yùn)動(dòng)檢測(cè)伸縮性傳感器：語(yǔ)音監(jiān)聽(tīng)[19]，b監(jiān)測(cè)肩運(yùn)動(dòng)[20]，c監(jiān)測(cè)人類情感[21]，d監(jiān)測(cè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)[22]。用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的可伸縮傳感器：e監(jiān)測(cè)濕度[23]，f監(jiān)測(cè)汗液[14]，g監(jiān)測(cè)氣體[24]。用于個(gè)人醫(yī)療保健的可伸縮傳感器：h核心體溫檢測(cè)[25]，i心臟脈沖監(jiān)測(cè)[26]，j血管監(jiān)測(cè)[27]，k脈沖監(jiān)測(cè)[28]Figure1-3.Functionalcharacteristicsofrecentlydevelopedstretchablesensorsforwearablebiomedicalapplications.Stretchablesensorsforhumanbodymotiondetection:a)voicemonitoring[21],b)monitoringshouldermovement[22],c)monitoringhumanemotion[23],d)monitoringjointmovement[24].Stretchablesensorsforenvironmentalmonitoring:e)monitoringhumidity[25],f)monitoringperspiration[14],g)monitoringgas[26].Stretchablesensorsforpersonalhealthcare:h)corebodytemperaturedetection[27],i)heartpulsemonitoring[28],j)bloodvesselmonitoring[29],k)pulsemonitoring[30]

第一章緒論7拉伸傳感器可以通過(guò)技術(shù)的快速進(jìn)步暫時(shí)性地越過(guò)這些困難。山田[32]提出了一種新型的可拉伸電子納米材料，該材料由排列的單壁碳納米管薄膜組成，該薄膜在拉伸時(shí)會(huì)變形，其變形方式類似于去皮時(shí)的結(jié)構(gòu)變形。這種可拉伸的傳感器不僅用來(lái)精確監(jiān)視大規(guī)模和快速的人體運(yùn)動(dòng)，而且，可以以檢測(cè)人體發(fā)聲的音節(jié)。這種進(jìn)步促進(jìn)了可拉伸傳感器的制造，該傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)人類活動(dòng)的全方位檢測(cè)，從單一功能到涉及拉伸，彎曲和扭曲的復(fù)雜人體運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，可應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)的可拉伸柔性的各式（壓電式，壓阻式和電容式）傳感器正在不斷的向前發(fā)展和應(yīng)用中�？衫靷鞲衅髟谌梭w運(yùn)動(dòng)檢測(cè)中的功能在診斷受損的聲帶，監(jiān)測(cè)帕金森氏病，確定脊柱姿勢(shì)變化的情況和狀態(tài)，分析人類面部的表情變化以及檢測(cè)運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)方面起著關(guān)鍵作用。圖1-4通過(guò)靈敏度高的小型傳感器檢測(cè)到的獲取的隨時(shí)間變化的ΔR/R0響應(yīng)，該傳感器通過(guò)高靈敏度的小傳感器檢測(cè)到，該傳感器附著在額頭和嘴附近的皮膚上[30]Figure1-4.theacquiredtimedependentΔR/R0responsesoflaughingandcryingdetectedviasmall-scalesensorswithhighsensitivity,whichareattachedtotheforeheadandtheskinnearthemouth[30]同時(shí)，一些用于跟蹤帕金森氏病，癲癇以及發(fā)現(xiàn)突然跌倒的可穿戴生物醫(yī)學(xué)傳感器取得了一些杰出的成就。Son[33]為帕金森氏癥所開(kāi)發(fā)了一種可穿戴式傳感器；當(dāng)帕金森氏病患者佩戴當(dāng)前的多功能設(shè)備時(shí)，該設(shè)備可以使用硅納米膜應(yīng)變傳感器測(cè)量震顫。然后，將對(duì)震顫數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并將其分類為特定的疾病模式，相應(yīng)的反饋療法（即從中孔二氧化硅納米顆粒中遞送藥物）將通過(guò)熱刺激（加熱器）以最佳速率經(jīng)皮進(jìn)行。


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