應(yīng)力應(yīng)變傳感器可以將外界刺激轉(zhuǎn)化為可識別的信號,這種可識別信號不僅是二維電學(xué)信號,還包括可視化的光學(xué)信號。為了達(dá)到這種可視化目的,就需要向其中引入可視化變色材料。相比于需要消耗能量的光學(xué)變色材料,響應(yīng)性光子晶體的反射光波長可以在外界刺激下發(fā)生可被人眼識別到的變化,是一種理想的低功耗材料。本文使用十二烷基衣康酸甘油酯（DGI）制備了響應(yīng)性DGI光子晶體水凝膠,并將其作為顯示材料,構(gòu)建了基于DGI光子晶體水凝膠的光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器。這種應(yīng)力應(yīng)變傳感器對外部拉伸以及壓縮具有響應(yīng)效果,在響應(yīng)效果中既有穩(wěn)定的電學(xué)信號輸出,又可以通過顏色改變顯示出刺激源的空間位置,并可應(yīng)用于壓力顯示和運(yùn)動檢測領(lǐng)域。首先,本文制備了響應(yīng)性DGI光子晶體水凝膠,將其使用硅膠包覆后作為應(yīng)力應(yīng)變傳感器的介電層,組裝了一種基于DGI光子晶體水凝膠的新型光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器。這種應(yīng)力應(yīng)變傳感器不僅有穩(wěn)定的電學(xué)信號輸出,還可以將自身的形變位置以顏色改變的形式顯示出來。在拉伸（0-113%）和壓縮（0-33 kPa）作用下,應(yīng)力應(yīng)變傳感器的電容變化量分別為50.4%以及110.3%。同時(shí),其最大發(fā)射光波長可以從615 nm... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 應(yīng)力應(yīng)變傳感器
        1.1.1 應(yīng)力應(yīng)變傳感器的基本概念
        1.1.2 應(yīng)力應(yīng)變傳感器的基本原理
        1.1.3 應(yīng)力應(yīng)變傳感器的制備與應(yīng)用
    1.2 光子晶體
        1.2.1 光子晶體的基本概念
        1.2.2 光子晶體的制備方法及應(yīng)用
    1.3 響應(yīng)性光子晶體
        1.3.1 響應(yīng)性光子晶體的基本概念
        1.3.2 響應(yīng)性光子晶體的類型及應(yīng)用
    1.4 論文的設(shè)計(jì)思想
2 基于DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的制備與應(yīng)用
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及設(shè)備
        2.2.2 基于DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的制備
        2.2.3 基于DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的表征測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 DGI水凝膠及介電層的表征
        2.3.2 透明水凝膠的表征
        2.3.3 基于DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的拉伸傳感性能研究
        2.3.4 基于DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的壓縮傳感性能研究
        2.3.5 基于DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的應(yīng)用性能
    2.4 本章小結(jié)
3 空間高分辨率DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的制備與應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及設(shè)備
        3.2.2 空間高分辨率DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的制備
        3.2.3 空間高分辨率DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的表征測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 導(dǎo)電DGI水凝膠的表征
        3.3.2 空間高分辨率DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的拉伸傳感性能研究
        3.3.3 空間高分辨率DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的壓縮傳感性能研究
        3.3.4 空間高分辨率DGI水凝膠光電雙模應(yīng)力應(yīng)變傳感器的應(yīng)用性能
    3.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于聚丙烯酸二維光子晶體水凝膠的陽離子表面活性劑傳感器[J]. 秦夏彤,劉根起,劉晨輝,劉建勛,李歡歡,曹云雷,范曉東.  高分子學(xué)報(bào). 2020(02)
[2]可穿戴傳感器進(jìn)展、挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢[J]. 曾天禹,黃顯.  科技導(dǎo)報(bào). 2017(02)
[3]基于溫敏水凝膠的可調(diào)膠體晶體制備[J]. 鄭達(dá),孫立國,謝卓穎,熊桂榮,徐華,顧忠澤.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2008(03)

博士論文
[1]石墨烯基柔性應(yīng)力/應(yīng)變傳感器的設(shè)計(jì)、構(gòu)筑與性能研究[D]. 徐旻軒.北京科技大學(xué) 2018
[2]光子晶體制備及其應(yīng)用于生化傳感器的研究[D]. 薛飛.北京理工大學(xué) 2014
[3]響應(yīng)性光子晶體水凝膠的構(gòu)筑與應(yīng)用[D]. 洪煒.上海交通大學(xué) 2014

碩士論文
[1]功能化光子晶體薄膜的制備及性能研究[D]. 董志強(qiáng).上海第二工業(yè)大學(xué) 2019
[2]Al2O3/ZnO一維光子晶體著色金屬/纖維的制備及性能[D]. 張樂樂.大連理工大學(xué) 2019
[3]反蛋白石結(jié)構(gòu)水凝膠光子晶體的自組裝及其對化學(xué)物質(zhì)的響應(yīng)性研究[D]. 趙慧琳.天津大學(xué) 2017
[4]基于柔性壓力傳感器的可穿戴體征信號監(jiān)測系統(tǒng)[D]. 卓本剛.上海交通大學(xué) 2017



本文編號：3722922