柔性智能薄膜的设计及传感与驱动变形研究
发布时间：2021-08-18 18:01
柔性智能器件能响应外部信号刺激并产生相应的反馈,被广泛应用于传感、驱动、以及软体机器人等领域。随着下一代智能穿戴系统的发展,对于柔性智能器件的功能性和集成性设计提出了更高的需求。然而,受限于不同的响应机制,目前研究的包括传感器、驱动器在内的柔性智能器件功能较单一,无法实现多功能性;而将传感器与驱动器进行简单集成则会增加系统设计与制备的难度,不利于智能器件的高柔性可穿戴化;因此如何实现传感驱动一体化成为柔性智能器件领域发展的重要挑战。针对上述问题,本文构筑了基于非对称结构纸基石墨烯薄膜的多功能可穿戴柔性智能器件,并实现了对于人体活动的传感以及驱动变形性能。本文采用简单的方法设计制备了具有非对称结构的纸基石墨烯薄膜。将该薄膜作为柔性力学传感器,可实现对于不同方向弯曲变形的检测、以及快速的响应;该传感器可贴附于人体或者衣物上,用于监测包括手指手腕弯曲运动、脉搏跳动、手指触摸在内的从大范围到微弱信号的一系列人体活动。基于该智能薄膜,本文也构建了具有快速响应及大变形的光驱动器,并通过理论分析、有限元模拟探究了光驱动器光致形变的影响因素,从而优化柔性驱动器性能,并通过力学分析设计了仿生花、智能爬行...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
柔性力学传感器五种信号传导机制示意图
合肥工业大学硕士学位论文表 2.2 实验中所需要的仪器设备表Tab 2.2 Instruments and equipments needed in the experiment仪器 型号/规格 生产厂家数字恒温加热板 HEAT-250 MIT Corporation超声波清洗机 KQ5200DA 昆山市超声仪器有限公司扫描电镜 JEM-2100F 日本电子制造电化学工作站 CHI900D 上海辰华有限公司拉曼测试仪 LabRAM HR Evolution HORIBA JOBIN YVON2.3 纸基石墨烯薄膜的制备过程具有非对称结构的纸基石墨烯薄膜的制备过程如图 2.1 所示，具体步骤如下。
图 2.2 具有非对称结构的纸基石墨烯薄膜表面光学图cal images of the surface of a paper-based graphene film with an asym有一定的柔韧性、机械性能优良且具有一定的耐磨能力。素组成，其表面粗糙多孔、可作为纳米材料的柔性基底。（片径尺寸＞0.5μm）本身具有高亲水性，在浸渍过程中，张纤维上进行吸附。当初次干燥后，纸基氧化石墨烯薄膜。重复浸渍多次后，溶液中的 GO 纳米片可大量粘附在纸张烘干时不会发生脱落。通过 HI 还原之后，纸张纤维表面附图 2.2 是浸渍 25 次过后具有非对称结构的纸基石墨烯薄膜学图像（将与玻璃基板接触一面定义为下表面，另一侧则看出，柔性纸基底被石墨烯包围，其上下表面均有明显的墨烯薄膜电镜图子显微镜简称 SEM（scanning electron microscope）是实验
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳材料基柔性可穿戴传感器（英文）[J]. 蹇木强,王春雅,王琪,王惠民,夏凯伦,訚哲,张明超,梁晓平,张莹莹. Science China Materials. 2017(11)
本文编号：3350364
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
柔性力学传感器五种信号传导机制示意图
合肥工业大学硕士学位论文表 2.2 实验中所需要的仪器设备表Tab 2.2 Instruments and equipments needed in the experiment仪器 型号/规格 生产厂家数字恒温加热板 HEAT-250 MIT Corporation超声波清洗机 KQ5200DA 昆山市超声仪器有限公司扫描电镜 JEM-2100F 日本电子制造电化学工作站 CHI900D 上海辰华有限公司拉曼测试仪 LabRAM HR Evolution HORIBA JOBIN YVON2.3 纸基石墨烯薄膜的制备过程具有非对称结构的纸基石墨烯薄膜的制备过程如图 2.1 所示，具体步骤如下。
图 2.2 具有非对称结构的纸基石墨烯薄膜表面光学图cal images of the surface of a paper-based graphene film with an asym有一定的柔韧性、机械性能优良且具有一定的耐磨能力。素组成，其表面粗糙多孔、可作为纳米材料的柔性基底。（片径尺寸＞0.5μm）本身具有高亲水性，在浸渍过程中，张纤维上进行吸附。当初次干燥后，纸基氧化石墨烯薄膜。重复浸渍多次后，溶液中的 GO 纳米片可大量粘附在纸张烘干时不会发生脱落。通过 HI 还原之后，纸张纤维表面附图 2.2 是浸渍 25 次过后具有非对称结构的纸基石墨烯薄膜学图像（将与玻璃基板接触一面定义为下表面，另一侧则看出，柔性纸基底被石墨烯包围，其上下表面均有明显的墨烯薄膜电镜图子显微镜简称 SEM（scanning electron microscope）是实验
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳材料基柔性可穿戴传感器（英文）[J]. 蹇木强,王春雅,王琪,王惠民,夏凯伦,訚哲,张明超,梁晓平,张莹莹. Science China Materials. 2017(11)
本文编号：3350364
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