基于自供电纳米发电机的运动跟踪研究
发布时间：2021-07-26 07:57
随着纳米发电机技术的快速发展,智能化的运动传感器、可穿戴电子设备及人机交互领域得到了越来越多的关注。受限于外部电源和体积,传统运动传感器不具备现代智能化传感器的可穿戴和柔性等特点。基于静电纺丝技术PVDF膜的纳米发电机具有自供电优势并且有良好的环境适应性,成为智能化运动传感器领域的研究热点。本论文从纳米发电机的理论研究和制备方法入手,研究了柔性纳米发电机作为运动传感器的可行性和在人体运动状态下的运动跟踪实际应用,提出了能够进行人体运动能量收集和监测的矩阵式运动传感器,并探索其在可穿戴电子设备和人机交互领域的应用。本论文所展开的主要工作如下:分析了聚偏二氟乙烯（PVDF）纳米纤维膜的基本形貌,研究了纳米发电机的压电效应和工作原理。进行了柔性纳米发电机压电和热电信号特性分析,基于该柔性纳米发电机制备了独立的运动传感器单元,对制备的运动传感器单元进行不同酸碱度和湿度测试,证明了器件的良好的环境适应性。构建了基于二维平面系统的触觉运动传感器,研究了其作为运动传感的自供电和运动跟踪能力。探索了基于PVDF薄膜的柔性纳米发电机应用于为微型运动传感器设备供能及目标物体运动状态监测领域的潜力。设计并制...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PVDF薄膜制备流程
青岛大学硕士学位论文14图2-3电纺PVDF薄膜实物图如图2-3所示，为静电纺丝技术制备的PVDF薄膜实物图，采用铝箔作为电极，制备的PVDF纳米纤维膜具有优异的柔韧性，因此可适用于各种触觉运动传感器和可穿戴电子纺织品[61,62]。图2-4PVDF扫描电子显微镜图如图2-4所示，通过扫描电子显微镜（SEM）可以看出，静电纺丝纳米纤维柱结构具有均匀的直径和纳米柱间距，纳米纤维柱直径大约为648nm。如图2-5所示，PVDF薄膜在红外光谱分析中，明显的吸收峰出现在877.86cm-1和1179.19cm-1处，与β晶形相对应，有利于压电效应的产生。
青岛大学硕士学位论文14图2-3电纺PVDF薄膜实物图如图2-3所示，为静电纺丝技术制备的PVDF薄膜实物图，采用铝箔作为电极，制备的PVDF纳米纤维膜具有优异的柔韧性，因此可适用于各种触觉运动传感器和可穿戴电子纺织品[61,62]。图2-4PVDF扫描电子显微镜图如图2-4所示，通过扫描电子显微镜（SEM）可以看出，静电纺丝纳米纤维柱结构具有均匀的直径和纳米柱间距，纳米纤维柱直径大约为648nm。如图2-5所示，PVDF薄膜在红外光谱分析中，明显的吸收峰出现在877.86cm-1和1179.19cm-1处，与β晶形相对应，有利于压电效应的产生。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种采集风能的多层薄膜颤振混合纳米发电机[J]. 夏杨,彭争春,张岚斌,王子墨. 微纳电子技术. 2020(02)
[2]自驱动健康监测及生理功能调节器件的研究进展[J]. 李虎,赵璐明,李喆,倪凡,刘卓,刘儒平,樊瑜波,李舟. 生物工程学报. 2019(12)
[3]铝掺杂对氧化锌基摩擦纳米发电机输出性能的影响[J]. 林金堂,李典伦,阮璐,丘志榕,王嘉鑫. 电子元件与材料. 2019(10)
[4]电力电子技术多元化创新型教学模式探索[J]. 王凯,周圣哲,李玉浩,齐元豪,夏国廷. 实验室研究与探索. 2019(07)
[5]核能综合利用研究现状与展望[J]. 王建强,戴志敏,徐洪杰. 中国科学院院刊. 2019(04)
[6]边缘检测和证据理论在机器人目标识别中的应用[J]. 王凯,夏国廷,李立伟,兰勇,冯晓. 实验室研究与探索. 2019(03)
[7]纳米发电机将改变世界[J]. 王中林. 电力设备管理. 2019(01)
[8]非平行接触分离式摩擦纳米发电机的理论研究[J]. 黄美珍,张湉湉,谢红,蒋涛,王兆娜. 大学物理. 2018(11)
[9]摩擦纳米发电机等效电路模型研究[J]. 魏子钧,耿来鑫,边森. 中兴通讯技术. 2018(05)
[10]基于摩擦纳米发电机的自驱动微系统[J]. 陈号天,宋宇,张海霞. 中兴通讯技术. 2018(05)
博士论文
[1]柔性压电纳米发电机的设计构建与应用研究[D]. 朱杰.中北大学 2018
[2]基于纳米发电机的自供能纳米系统[D]. 成立.兰州大学 2016
[3]基于近场静电纺丝的聚合物微纳米结构制备及其应用关键技术研究[D]. 罗国希.重庆大学 2016
[4]新型静电纺丝技术制备功能微纳米纤维及其应用[D]. 孙彬.青岛大学 2014
硕士论文
[1]基于压电势的机械与光电能量转换与自驱动传感器[D]. 吴梦君.河南大学 2019
[2]摩擦发电与自供电压力传感器设计及应用研究[D]. 杨恒山.东南大学 2018
[3]锂离子电池用PVDF/TPU/PPC基凝胶聚合物电解质的制备与研究[D]. 刘跃文.湘潭大学 2018
[4]基于静电纺丝的BCTZ压电纳米发电机的制备与研究[D]. 范贺贺.上海交通大学 2018
[5]基于压电材料的环境能量采集技术研究[D]. 张华清.南京邮电大学 2016
[6]基于压电薄膜的多功能触觉信号检测系统研究[D]. 田红英.吉林大学 2016
[7]基于ZnSnO3@PDMS介电复合膜的摩擦电纳米发电机的研究[D]. 王果.重庆大学 2016
[8]氧化锌纳米棒压电发电纺织品的制备[D]. 张驰.东华大学 2016
[9]基于Ag纳米线电极的ZnO纳米管/PDMS介电膜纳米发电机的研究[D]. 岳旭乐.重庆大学 2015
本文编号：3303164
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PVDF薄膜制备流程
青岛大学硕士学位论文14图2-3电纺PVDF薄膜实物图如图2-3所示，为静电纺丝技术制备的PVDF薄膜实物图，采用铝箔作为电极，制备的PVDF纳米纤维膜具有优异的柔韧性，因此可适用于各种触觉运动传感器和可穿戴电子纺织品[61,62]。图2-4PVDF扫描电子显微镜图如图2-4所示，通过扫描电子显微镜（SEM）可以看出，静电纺丝纳米纤维柱结构具有均匀的直径和纳米柱间距，纳米纤维柱直径大约为648nm。如图2-5所示，PVDF薄膜在红外光谱分析中，明显的吸收峰出现在877.86cm-1和1179.19cm-1处，与β晶形相对应，有利于压电效应的产生。
青岛大学硕士学位论文14图2-3电纺PVDF薄膜实物图如图2-3所示，为静电纺丝技术制备的PVDF薄膜实物图，采用铝箔作为电极，制备的PVDF纳米纤维膜具有优异的柔韧性，因此可适用于各种触觉运动传感器和可穿戴电子纺织品[61,62]。图2-4PVDF扫描电子显微镜图如图2-4所示，通过扫描电子显微镜（SEM）可以看出，静电纺丝纳米纤维柱结构具有均匀的直径和纳米柱间距，纳米纤维柱直径大约为648nm。如图2-5所示，PVDF薄膜在红外光谱分析中，明显的吸收峰出现在877.86cm-1和1179.19cm-1处，与β晶形相对应，有利于压电效应的产生。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种采集风能的多层薄膜颤振混合纳米发电机[J]. 夏杨,彭争春,张岚斌,王子墨. 微纳电子技术. 2020(02)
[2]自驱动健康监测及生理功能调节器件的研究进展[J]. 李虎,赵璐明,李喆,倪凡,刘卓,刘儒平,樊瑜波,李舟. 生物工程学报. 2019(12)
[3]铝掺杂对氧化锌基摩擦纳米发电机输出性能的影响[J]. 林金堂,李典伦,阮璐,丘志榕,王嘉鑫. 电子元件与材料. 2019(10)
[4]电力电子技术多元化创新型教学模式探索[J]. 王凯,周圣哲,李玉浩,齐元豪,夏国廷. 实验室研究与探索. 2019(07)
[5]核能综合利用研究现状与展望[J]. 王建强,戴志敏,徐洪杰. 中国科学院院刊. 2019(04)
[6]边缘检测和证据理论在机器人目标识别中的应用[J]. 王凯,夏国廷,李立伟,兰勇,冯晓. 实验室研究与探索. 2019(03)
[7]纳米发电机将改变世界[J]. 王中林. 电力设备管理. 2019(01)
[8]非平行接触分离式摩擦纳米发电机的理论研究[J]. 黄美珍,张湉湉,谢红,蒋涛,王兆娜. 大学物理. 2018(11)
[9]摩擦纳米发电机等效电路模型研究[J]. 魏子钧,耿来鑫,边森. 中兴通讯技术. 2018(05)
[10]基于摩擦纳米发电机的自驱动微系统[J]. 陈号天,宋宇,张海霞. 中兴通讯技术. 2018(05)
博士论文
[1]柔性压电纳米发电机的设计构建与应用研究[D]. 朱杰.中北大学 2018
[2]基于纳米发电机的自供能纳米系统[D]. 成立.兰州大学 2016
[3]基于近场静电纺丝的聚合物微纳米结构制备及其应用关键技术研究[D]. 罗国希.重庆大学 2016
[4]新型静电纺丝技术制备功能微纳米纤维及其应用[D]. 孙彬.青岛大学 2014
硕士论文
[1]基于压电势的机械与光电能量转换与自驱动传感器[D]. 吴梦君.河南大学 2019
[2]摩擦发电与自供电压力传感器设计及应用研究[D]. 杨恒山.东南大学 2018
[3]锂离子电池用PVDF/TPU/PPC基凝胶聚合物电解质的制备与研究[D]. 刘跃文.湘潭大学 2018
[4]基于静电纺丝的BCTZ压电纳米发电机的制备与研究[D]. 范贺贺.上海交通大学 2018
[5]基于压电材料的环境能量采集技术研究[D]. 张华清.南京邮电大学 2016
[6]基于压电薄膜的多功能触觉信号检测系统研究[D]. 田红英.吉林大学 2016
[7]基于ZnSnO3@PDMS介电复合膜的摩擦电纳米发电机的研究[D]. 王果.重庆大学 2016
[8]氧化锌纳米棒压电发电纺织品的制备[D]. 张驰.东华大学 2016
[9]基于Ag纳米线电极的ZnO纳米管/PDMS介电膜纳米发电机的研究[D]. 岳旭乐.重庆大学 2015
本文编号：3303164
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