纳米金—聚二甲基硅氧烷柔性复合薄膜的制备及性能研究

发布时间：2017-03-28 00:03

  本文关键词：纳米金—聚二甲基硅氧烷柔性复合薄膜的制备及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着信息科学、材料科学、电子技术和微纳米技术的发展,许多新的技术、新的原理逐步应用到柔性电子器件上,柔性电子技术正作为一个新兴产业迅速崛起。而新型复合材料的推陈出新,推动了柔性电子器件的发展,为其带来了新颖的电学、生物、光学等特性。本文以纳米金-聚二甲基硅氧烷(AuNPs-PDMS)柔性复合薄膜为研究对象,通过化学还原法制备出复合薄膜,分析了交联度、厚度和还原时间对复合薄膜的结构、电学性能的影响,本文主要研究内容和结果如下:1、首先对PDMS薄膜的厚度和杨氏模量进行了测试分析。通过AFM对不同交联度的PDMS样品的杨氏模量进行测量。当PDMS的交联度增大时,聚合物的杨氏模量也随之增大。PDMS薄膜厚度随着交联度的旋涂速度而增大,随着交联度的增大而减小。2、本文通过调节PDMS的交联度、膜厚和还原时间,制备出不同结构形貌的纳米金-聚二甲基硅氧烷复合薄膜。研究发现:薄膜内部能够观察到距离上表面约3μm的金层。此外,复合薄膜中纳米金颗粒的数量可以通过调节PDMS的交联度、膜厚和还原时间来控制。并且复合薄膜的吸收峰强度与其纳米金粒子的含量有关,改变不同的参数可以实现复合薄膜可见光区光吸收的可调。TEM表征结果证明用化学还原法制备出的复合薄膜中纳米金粒子分布均匀,为面心立方体结构。3、本文观测到了纳米金-聚二甲基硅氧烷柔性复合薄膜导电性的非线性现象。另外,复合薄膜的导电性受到还原时间、环境温度等的影响。其中还原时间会影响纳米金种的数量,聚合物中金种数量变化会改变纳米金之间的间隙,从而引起复合薄膜的电学性能的变化。随着温度的升高,复合薄膜的电阻减小。
【关键词】：AuNPs PDMS 纳米金层 电学性能
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB333;TB383.2
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 引言9-11
• 1.2 无机物-聚二甲基硅氧烷复合材料11-13
• 1.3 纳米金-聚二甲基硅氧烷复合材料13-19
• 1.3.1 纳米金-聚二甲基硅氧烷复合材料的制备方法14-17
• 1.3.2 纳米金-聚二甲基硅氧烷复合材料的应用17-19
• 1.4 本论文主要研究内容19-21
• 第二章 化学还原法制备纳米金-聚二甲基硅氧烷柔性复合薄膜的原理和方法21-31
• 2.1 引言21-24
• 2.1.1 玻璃衬底硅烷化原理21-22
• 2.1.2 化学还原法原理22-24
• 2.2 实验试剂24
• 2.3 实验仪器24-26
• 2.4 纳米金-聚二甲基硅氧烷柔性复合薄膜的制备流程26-29
• 2.4.1 PDMS胶体的配置26
• 2.4.2 玻璃衬底的硅烷化26-27
• 2.4.3 PDMS薄膜的制备27
• 2.4.4 第一步还原27-28
• 2.4.5 第二步还原28-29
• 2.5 本章小结29-31
• 第三章 纳米金-聚二甲基硅氧烷柔性复合薄膜的表征31-57
• 3.1 PDMS薄膜31-35
• 3.1.1 PDMS薄膜厚度的测量31-34
• 3.1.2 PDMS薄膜杨氏模量的测量34-35
• 3.2 纳米金-聚二甲基硅氧烷复合薄膜的微观形貌结构表征及分析35-45
• 3.2.1 厚度对复合薄膜结构的影响36-38
• 3.2.2 交联度对复合薄膜结构的影响38-39
• 3.2.3 还原时间对复合薄膜结构的影响39-42
• 3.2.4 二次还原对复合薄膜结构的影响42-45
• 3.3 纳米金-聚二甲基硅氧烷复合薄膜紫外-可见光谱检测结果及分析45-49
• 3.3.1 厚度对复合薄膜吸收光谱的影响45-46
• 3.3.2 交联度对复合薄膜吸收光谱的影响46-48
• 3.3.3 还原时间对复合薄膜吸收光谱的影响48-49
• 3.4 纳米金-聚二甲基硅氧烷柔性复合薄膜透射电镜扫描结果及分析49-54
• 3.5 本章小结54-57
• 第四章 纳米金-聚二甲基硅氧烷柔性复合薄膜的的电学测量57-63
• 4.1 纳米金-聚二甲基硅氧烷复合薄膜的电学测量平台57-59
• 4.2 纳米金-聚二甲基硅氧烷复合薄膜的电学结果与讨论59-62
• 4.3 本章小结62-63
• 第五章 总结与展望63-65
• 5.1 研究工作总结63-64
• 5.2 展望64-65
• 参考文献65-71
• 致谢71-73
• 攻读硕士学位期间已发表的学术论文73

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