石墨纳米片基柔性应力传感器的制备和研究

发布时间：2022-01-07 23:41

　　近些年,随着科技的飞速发展,计算机技术日益发达,人们在追求更快、更智能的同时,也对计算机的体积、应用场合以及便携性提出了更高的要求,因此智能穿戴设备应运而生。传统的智能穿戴设备大多仅仅局限于对人体少量健康体征的监测,如心跳、步数,依靠三轴加速器以及需要不断更新的算法来获取人体状况,然而对于人体的各个部位,如皮肤受到多大压力,各个关节处于什么弯曲状态等其他受力状况却无法实时监测,所以就需要一种可以实时监测人体各部位运动信息的穿戴设备,区别于传统的三轴加速器,石墨纳米片基力学传感器可实现人体不同部位的力学传感,将成为下一代智能传感的核心器件。因此研究一种新型的柔性应力传感器具有非常重要的意义。本课题基于石墨纳米片、聚氨酯、橡胶等材料,制备了结构为三明治结构的薄膜传感器和具有壳芯结构的纤维传感器。首先,制备具有三明治结构的薄膜传感器,由于石墨纳米片在高分子体系中难以均匀分布,本课题在选取高分子填料时对于不同的高分子进行了相应的比较,旨在获得具有高柔性和高导电率的柔性传感器,比较了羧甲基纤维素（CMC）、聚氨酯（PU）、硅丙乳液（Si-Acr）,最终的力学性能和导电性能决定了聚氨酯（PU）是最... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

导电聚合物材料基柔性压力传感器[58]

图 1-1 导电聚合物材料基柔性压力传感器[58]Morteza Amjadi 等人在丙烯酸树脂基底上制备了一种条状石墨烯薄膜传感高密度的石墨薄膜制作电极，在电极两端加上柔性共聚酯材料覆盖保护基底上加上一层柔性共聚酯材料，通过氧等离子处理后，使用辊涂的方法过的表面上涂覆了一层低密度的石墨，再在两端加上电极，即制备了这薄膜传感器。在拉伸过程中，由于条状薄膜传感器的基底为柔性较好的料，而表面的石墨涂层却没有良好的弹性，因此在应力作用下出现平行纹，这些裂纹的出现导致了薄膜传感器的导电通路发生变化，增加了其当外力减小或者消失时，裂纹回复到较小的状态或者完全闭合，传感器会变小，回复到原始状态，根据这个原理，利用显微裂纹对导电通路的备了一种柔性应力传感器[59]（图 1-2）。

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文结构应力传感器在硅基板上用一个预先准备好的模具。通过浇注柔性共有微通道的柔性共聚酯基底，在其表面打上两个孔，在酯片，加上电极，和具有微通道的共聚酯基底结合，一的孔洞注入氧化石墨烯悬浮液，在通过一系列封装手段构的液基应力传感器。在电路中，液基应力传感器相当力时，微通道结构发生变化，导致其电阻增大，利用微变化，来实现力学传感性能[60]（图 1-3）。


本文编号：3575490