角蛋白凝胶柔性压力传感器的制备与性能研究
发布时间：2021-04-14 21:10
近些年来,柔性器件的构建受到了人们越来越多的关注。由于其柔韧性好并且可在复杂的环境条件下进行检测等优点,柔性压力传感器已被广泛应用于机器人、电子皮肤、电子消费产品、显示器以及医疗监测设备等多个领域。对于压力传感器来说,弹性介电层材料的选择是决定传感器测量灵敏度的关键。其中,高分子凝胶材料作为一个典型的软弹性材料,在低模量下可以产生大的变形,并且制备所需的原料和方法多种多样,是作为压力传感器介电层的最佳选择。本论文我们首次以羊毛角蛋白为原料,在碱性的催化条件下,四臂的聚乙二醇乙烯砜（PEG-4VS）作为亲电试剂能与角蛋白发生迈克尔加成反应,从而制备出具有压力敏感性的角蛋白凝胶。将其作为介电层与不锈铁箔组装,可以得到三明治结构的柔性压力传感器。本论文的主要研究内容和结果如下:1、利用还原法打破角蛋白二硫键来制备羊毛角蛋白溶液,并探究了不同质量的还原剂对所得到的角蛋白溶液的分子量和巯基含量的影响。实验结果标明随着还原剂的增加,得到的角蛋白分子量越小,巯基含量越多。2、考察不同角蛋白类型、不同交联剂浓度和不同质量分数下角蛋白对凝胶性能的影响。流变数据表明还原剂的用量对凝胶储能模量影响是非线性相...
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?（ａ）电子人工皮肤的图片
某些晶体在压力作用下，不仅可以产生形变，而且内部发生极化现象，在??其表面产生电荷，形成电场，去除外力后又重新回到不带电荷的平衡状态，这??种现象成为压电效应（如图１－２）。根据压电效应当材料受到外力的作用时发生??形变，材料内部正负电荷分离表面产生电荷，此电荷经电荷放大器和测量电路??放大，变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。??Ｚｈｏｎｇ等Ｗ利用压电氧化锌纳米线阵列将机械转化成电能。氧化锌和半导??体性质的耦合而使氧化锌产生应变区域，形变的结果是纳米线的电荷分离。这??是因为金属尖端与纳米线之间形成肖特基势垒导致电流的产生。基于氧化锌纳??米线的压电发电机效率约为１７％￣３０％。Ｚｈｏｕ等…］研究才一个电极压电悬臂收??集能量，创建了一个自供电的压电加速传感器。？３１１［１１等［５２］提出了一种摩擦发??电机（ＴＥＧ），它通过将两个具有明显不同摩擦特性的材料沉积在聚合物片材??上，然后和金属薄膜组装。一旦受到机械变形，两薄膜之间摩擦。产生等量的??相反电荷，因此摩擦电在界面区域形成，作为一个驱动电子流出的泵，自发电??的性能在个人电子和环境监测中广泛应用。??柔性压电式传感器优点是灵敏度高、频带宽、响应速度快和信噪比高等。??缺点是空间分辨率低
这是由于大量存在的相分离材料和扭曲向列型模式不匹配的原，然而却可以??方便的用于光散射模式。液晶凝胶分子可以很快的从光散射（Ｏｆｆ状态）转换到??光透明（Ｏｎ状态）。这是由与在微相分离结构的孔隙大小所造成的Ｗ?（图１－４）。??Ａｙａｂｅ等Ｗ设计了二元凝胶，９－蒽羧酸非共价键交联带有烷基的铵离子长链。??在选择二元体系时，是因为作为具有光敏性的材料结构不形成共价交联时，才能??获得更多的空间发生光二聚。光照射环己烷凝胶时，对应于蒽单体的凝胶状态过??渡到溶胶的吸收逐渐减弱，当这种溶胶在环己烷的沸点加热并随后冷却时，溶液??又变成凝胶。这项工作中，Ｐ－Ｐ层蒽分子间相互作用的关键是构建一维凝胶剂。??在Ｙｉ等人［７Ｑ］的工作中，院基聚氧表现出了显著的光致变色，在凝胶状态固定执??行控制光致变色和颜色消除的溶胶凝胶相转变。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]脉搏波形分析的基本原理及其在临床中的应用[J]. 王平,杜淑娴,刘玉清. 中国分子心脏病学杂志. 2009(06)
[2]角蛋白的分子构成、提取及应用[J]. 贾如琰,何玉凤,王荣民,李芳蓉,王艳. 化学通报. 2008(04)
本文编号：3138020
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?（ａ）电子人工皮肤的图片
某些晶体在压力作用下，不仅可以产生形变，而且内部发生极化现象，在??其表面产生电荷，形成电场，去除外力后又重新回到不带电荷的平衡状态，这??种现象成为压电效应（如图１－２）。根据压电效应当材料受到外力的作用时发生??形变，材料内部正负电荷分离表面产生电荷，此电荷经电荷放大器和测量电路??放大，变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。??Ｚｈｏｎｇ等Ｗ利用压电氧化锌纳米线阵列将机械转化成电能。氧化锌和半导??体性质的耦合而使氧化锌产生应变区域，形变的结果是纳米线的电荷分离。这??是因为金属尖端与纳米线之间形成肖特基势垒导致电流的产生。基于氧化锌纳??米线的压电发电机效率约为１７％￣３０％。Ｚｈｏｕ等…］研究才一个电极压电悬臂收??集能量，创建了一个自供电的压电加速传感器。？３１１［１１等［５２］提出了一种摩擦发??电机（ＴＥＧ），它通过将两个具有明显不同摩擦特性的材料沉积在聚合物片材??上，然后和金属薄膜组装。一旦受到机械变形，两薄膜之间摩擦。产生等量的??相反电荷，因此摩擦电在界面区域形成，作为一个驱动电子流出的泵，自发电??的性能在个人电子和环境监测中广泛应用。??柔性压电式传感器优点是灵敏度高、频带宽、响应速度快和信噪比高等。??缺点是空间分辨率低
这是由于大量存在的相分离材料和扭曲向列型模式不匹配的原，然而却可以??方便的用于光散射模式。液晶凝胶分子可以很快的从光散射（Ｏｆｆ状态）转换到??光透明（Ｏｎ状态）。这是由与在微相分离结构的孔隙大小所造成的Ｗ?（图１－４）。??Ａｙａｂｅ等Ｗ设计了二元凝胶，９－蒽羧酸非共价键交联带有烷基的铵离子长链。??在选择二元体系时，是因为作为具有光敏性的材料结构不形成共价交联时，才能??获得更多的空间发生光二聚。光照射环己烷凝胶时，对应于蒽单体的凝胶状态过??渡到溶胶的吸收逐渐减弱，当这种溶胶在环己烷的沸点加热并随后冷却时，溶液??又变成凝胶。这项工作中，Ｐ－Ｐ层蒽分子间相互作用的关键是构建一维凝胶剂。??在Ｙｉ等人［７Ｑ］的工作中，院基聚氧表现出了显著的光致变色，在凝胶状态固定执??行控制光致变色和颜色消除的溶胶凝胶相转变。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]脉搏波形分析的基本原理及其在临床中的应用[J]. 王平,杜淑娴,刘玉清. 中国分子心脏病学杂志. 2009(06)
[2]角蛋白的分子构成、提取及应用[J]. 贾如琰,何玉凤,王荣民,李芳蓉,王艳. 化学通报. 2008(04)
本文编号：3138020
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