基于界面交联增强化学镀工艺的柔性传感器设计、制造与应用

发布时间：2021-10-27 04:53

　　在5G技术引领的万物互联的人工智能时代,传感器、大数据、机器学习和智能机器人相互联系在一起,形成互为支撑、相互促进的系统,不断地推动着科技的进步。在这一系统中,绝大多数的人工智能动作和应用场景是依靠传感器来实现的。传感器作为人工智能技术发展的硬件基础,已经成为人工智能的必备条件。作为传感器中的重要组成部分,柔性传感器在可穿戴设备、柔性电子皮肤、疾病诊断、智能机器人等领域发挥着重要作用。其中,柔性电极、柔性压力传感器和柔性应变传感器在人体生理信号的捕捉中受到了最广泛的关注和研究。然而,这些柔性器件在测试、设计和制造过程中仍然面临着诸多问题:（1）测试设备方面,尚无成熟可商用的柔性电子器件专用测试设备,如实现柔性器件单向、周向拉伸,弯曲,扭转的测试设备,实现传感器阵列式测量的设备等;（2）材料方面,需要提高敏感材料与柔性基底的结合力,如此才能保证柔性器件在长期使用过程不会因为材料剥离而出现信号不稳定;（3）器件方面,合理的结构设计对于器件获得大的测量范围、高的压力/应变极限和高的灵敏度等是至关重要的。基于上述对测试设备、材料和器件结构的需求,本文的研究内容如下:首先,设计开发了柔性器件单轴... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

柔性电子技术在生物医学领域应用示意图

图 1.2 柔性器件的基本组成单位Figure 1.2 Basic units of a flexible device.底柔性电子技术不同于传统电子技术的最突出之处，基力。如图 1.3 所示，根据不同的使用场景，柔性器件的形、单轴拉伸变形、双轴拉伸变形、周向拉伸变形和底的厚度通常不会超过 1 mm，特殊的使用场景下还需，基底材料必须具备薄膜性。除了要满足形变需求外传统刚性基板的基本特点：绝缘性、高强度和廉价性在使用过程中无漏电现象，高强度是为了保证器件在能长期使用，廉价性则是为了确保器件能以较低的成

图 1.3 柔性器件的形变类型[41]Figure 1.3 Types of deformation of flexible devices[41]..1 为常用柔性基底材料的性能比较。在实际使用中，针对不同的使用料来制备柔性基底。柔性屏幕对基底的柔韧性要求相对较弱，主要（Polyethylene Naphthalate, PEN）、聚酰亚胺（Polyimide, PI）和聚酯（Polyethylene Terephthalate, PET）等低延伸率、大杨氏模量、高料。对于使用条件更复杂的柔性皮肤或与人体生理信号测量相关的硅氧烷（Polydimethylsiloxane, PDMS）是最常使用的柔性基底材料（其他柔性基底材料，PDMS 具有以下出众的优点：（1）超弹性。P，使其具有很好的拉伸性能；（2）高透光率。超过 95%（2 mm）用于光器件，或者在制备过程中使用与光源相关的加工工艺；（3）为硅胶材料，化学性质稳定，耐酸碱腐蚀；（4）表面易化学修饰。


本文编号：3460912