DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的制备应用

发布时间：2022-12-21 22:48

　　应力应变传感器可以将外界刺激转化为可识别的信号,这种可识别信号不仅是二维电学信号,还包括可视化的光学信号。为了达到这种可视化目的,就需要向其中引入可视化变色材料。相比于需要消耗能量的光学变色材料,响应性光子晶体的反射光波长可以在外界刺激下发生可被人眼识别到的变化,是一种理想的低功耗材料。本文使用十二烷基衣康酸甘油酯（DGI）制备了响应性DGI光子晶体水凝胶,并将其作为显示材料,构建了基于DGI光子晶体水凝胶的光电双模应力应变传感器。这种应力应变传感器对外部拉伸以及压缩具有响应效果,在响应效果中既有稳定的电学信号输出,又可以通过颜色改变显示出刺激源的空间位置,并可应用于压力显示和运动检测领域。首先,本文制备了响应性DGI光子晶体水凝胶,将其使用硅胶包覆后作为应力应变传感器的介电层,组装了一种基于DGI光子晶体水凝胶的新型光电双模应力应变传感器。这种应力应变传感器不仅有稳定的电学信号输出,还可以将自身的形变位置以颜色改变的形式显示出来。在拉伸（0-113%）和压缩（0-33 kPa）作用下,应力应变传感器的电容变化量分别为50.4%以及110.3%。同时,其最大发射光波长可以从615 nm... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 应力应变传感器
        1.1.1 应力应变传感器的基本概念
        1.1.2 应力应变传感器的基本原理
        1.1.3 应力应变传感器的制备与应用
    1.2 光子晶体
        1.2.1 光子晶体的基本概念
        1.2.2 光子晶体的制备方法及应用
    1.3 响应性光子晶体
        1.3.1 响应性光子晶体的基本概念
        1.3.2 响应性光子晶体的类型及应用
    1.4 论文的设计思想
2 基于DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的制备与应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品及设备
        2.2.2 基于DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的制备
        2.2.3 基于DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的表征测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 DGI水凝胶及介电层的表征
        2.3.2 透明水凝胶的表征
        2.3.3 基于DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的拉伸传感性能研究
        2.3.4 基于DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的压缩传感性能研究
        2.3.5 基于DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的应用性能
    2.4 本章小结
3 空间高分辨率DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的制备与应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品及设备
        3.2.2 空间高分辨率DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的制备
        3.2.3 空间高分辨率DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的表征测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 导电DGI水凝胶的表征
        3.3.2 空间高分辨率DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的拉伸传感性能研究
        3.3.3 空间高分辨率DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的压缩传感性能研究
        3.3.4 空间高分辨率DGI水凝胶光电双模应力应变传感器的应用性能
    3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于聚丙烯酸二维光子晶体水凝胶的阳离子表面活性剂传感器[J]. 秦夏彤,刘根起,刘晨辉,刘建勋,李欢欢,曹云雷,范晓东.  高分子学报. 2020(02)
[2]可穿戴传感器进展、挑战和发展趋势[J]. 曾天禹,黄显.  科技导报. 2017(02)
[3]基于温敏水凝胶的可调胶体晶体制备[J]. 郑达,孙立国,谢卓颖,熊桂荣,徐华,顾忠泽.  高等学校化学学报. 2008(03)

博士论文
[1]石墨烯基柔性应力/应变传感器的设计、构筑与性能研究[D]. 徐旻轩.北京科技大学 2018
[2]光子晶体制备及其应用于生化传感器的研究[D]. 薛飞.北京理工大学 2014
[3]响应性光子晶体水凝胶的构筑与应用[D]. 洪炜.上海交通大学 2014

硕士论文
[1]功能化光子晶体薄膜的制备及性能研究[D]. 董志强.上海第二工业大学 2019
[2]Al2O3/ZnO一维光子晶体着色金属/纤维的制备及性能[D]. 张乐乐.大连理工大学 2019
[3]反蛋白石结构水凝胶光子晶体的自组装及其对化学物质的响应性研究[D]. 赵慧琳.天津大学 2017
[4]基于柔性压力传感器的可穿戴体征信号监测系统[D]. 卓本刚.上海交通大学 2017



本文编号：3722922