近年來,隨著智能化技術的不斷進步和發(fā)展,各種可以追蹤佩戴者的身體運動、溫度、血糖、心率等日�；顒雍蜕斫】档闹悄芸纱┐鱾鞲性O備層出不窮。水凝膠是一種結構類似于天然生命組織的軟材料,性能柔軟、可拉伸、具有良好的生物相容性。因此,水凝膠作為下一代柔性可穿戴設備的載體而受到了廣泛關注。但是,傳統(tǒng)化學交聯的水凝膠通常力學性能較差,并且缺乏粘附性、自愈合性等綜合性能,這將無法滿足可穿戴設備的需求�；谝陨蠁栴},本論文研發(fā)了多種高拉伸、抗疲勞、自愈合、自粘性、導電等多功能的水凝膠,并對其作為柔性傳感器的應用做了詳細研究,具體研究分為以下幾個部分:第一,在這一部分工作中,以丙烯酰胺(AAm)、甲基丙烯酸十二烷基酯(LMA)為單體,二氧化硅-聚丙烯酸丁酯(SiO₂-g-PBA)核殼雜化乳液粒子(HLPs)為疏水締合中心,制備了一種HLPs物理交聯的水凝膠。在外力作用下,HLPs物理交聯的網絡可以通過破壞和重組來耗散大量能量,從而賦予水凝膠優(yōu)異的機械性能,例如低模量、高拉伸性、快速自恢復性。另外,LiCl的添加使得水凝膠具有優(yōu)異的導電性,并且導電性可以隨著形變的變化發(fā)生快速的改變。...

【文章頁數】：132 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 柔性可穿戴傳感器
    1.2 柔性應變傳感器
        1.2.1 電阻型應變傳感器及其應用
        1.2.2 柔性應變傳感器的優(yōu)勢與局限性
    1.3 水凝膠材料及其在柔性傳感器方面應用
        1.3.1 水凝膠材料簡介
        1.3.2 高強韌水凝膠材料
        1.3.3 水凝膠在可穿戴傳感設備領域的應用
        1.3.4 水凝膠在可穿戴設備應用中的局限性
    1.4 本論文的設計思想與主要內容
第2章 雜化乳液粒子物理交聯水凝膠的性能及應用
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料與試劑
        2.2.2 核殼雜化乳液粒子(HLPs)物理交聯的水凝膠的制備
        2.2.3 水凝膠的測試與表征
    2.3 結果與討論
        2.3.1 雜化乳液粒子的結構表征
        2.3.2 水凝膠的形成
        2.3.3 水凝膠的拉伸性能
        2.3.4 水凝膠的恢復性能
        2.3.5 水凝膠的壓縮性能
        2.3.6 水凝膠的應變傳感性
        2.3.7 水凝膠的壓力傳感性
        2.3.8 水凝膠基可穿戴傳感器用于人體運動監(jiān)測
    2.4 小結
第3章 基于雙物理交聯雙網絡水凝膠的性能及應用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料與試劑
        3.2.2 HPAAm-HLPs/Alginate-Ca²⁺雙物理交聯DN水凝膠的制備
        3.2.3 HPAAm-HLPs/Alginate-Ca²⁺雙物理交聯DN水凝膠的測試與表征
    3.3 結果與討論
        3.3.1 HPAAm-HLPs/Alginate-Ca²⁺雙物理交聯DN水凝膠的力學性能
        3.3.2 HPAAm-HLPs/Alginate-Ca²⁺雙物理交聯DN水凝膠的恢復性
        3.3.3 水凝膠的應變傳感性及其在應變傳感器的應用
    3.4 小結
第4章 基于雜化交聯網絡的自愈合、自粘性、導電水凝膠的制備及應用
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料與試劑
        4.2.2 HPAAm/CS-c-MWCNT雜化交聯水凝膠的制備
        4.2.3 HPAAm/CS-c-MWCNT雜化交聯水凝膠的測試與表征
    4.3 結果與討論
        4.3.1 水凝膠的形成
        4.3.2 雜化水凝膠的力學性能
        4.3.3 雜化水凝膠的自粘合性
        4.3.4 雜化水凝膠的應變傳感性
        4.3.5 雜化水凝膠基應變傳感器用于人體運動監(jiān)測
        4.3.6 水凝膠的自愈合性能
    4.4 小結
第5章 氧化石墨烯增強抗凍、防干、導電水凝膠的制備及應用
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗原料與試劑
        5.2.2 PAA/CS/GO/Gly水凝膠的制備
        5.2.3 PAA/CS/GO/Gly水凝膠的測試與表征
    5.3 結果與討論
        5.3.1 PAA/CS/GO/Gly水凝膠的形成
        5.3.2 水凝膠的機械性能
        5.3.3 水凝膠的導電性
        5.3.4 水凝膠的應變傳感性
        5.3.5 水凝膠應變傳感器的應用
        5.3.6 水凝膠的防凍性能
        5.3.7 水凝膠的抗干性能
        5.3.8 水凝膠的自愈合性
    5.4 小結
第6章 結論與展望
致謝
參考文獻
作者簡介
攻讀博士學位期間研究成果



本文編號：3838885