面向健康应用的碳基弹性导电纤维传感器

发布时间：2024-06-08 00:02

　　近年来,材料学与微纳加工技术不断创新为宽检测域柔性应变传感器的研究提供了有力的支持,柔性传感器因其超长拉伸幅度、优异的扭曲弯折能力、出色的生物相容性等特性已被机械、医疗、通讯等高新科技领域密切关注,以期实现高灵敏度、多应用场景的可穿戴医疗设备、生物传感、柔性机器人等智能化设备。当前柔性传感领域的研究成果不断涌现,虽然基于压阻式、压电式、电容式的柔性应变传感器可基本满足测试需求,但柔性传感器的稳定性、迟滞性以及耐久性等方面的研究依旧差强人意。研究发现纤维状柔性传感器相较于传统结构柔性传感器具有更出色的物理特性,可通过在柔性基底材料表面制备微结构、将碳纳米材料与柔性基底组成导电层等手段来提高柔性传感器的性能。基于此现状,本文设计并制备了一款具有柔性、高拉伸、高生物相容性以及高灵敏度的碳基弹性导电纤维传感器。使用玻璃毛细管将具有良好生物相容性的有机聚合物Ecoflex制成不同规格的纤维状柔性基底,利用Ecoflex在强酸性条件下会发生快速水解的特性,将Ecoflex纤维基底在高浓度HF溶液中浸泡以刻蚀出微结构,随后将具有强导电特性的碳纳米材料(如碳纳米纤维、碳纳米管等)与表面弹性纤维进行混合...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1电容式柔性传感器工作原理

西北大学硕士专业学位论文2了基础，在加工工艺方面，静电纺丝等先进加工技术[20]为纤维状传感器的大批量制备带来了契机。1.2碳基弹性导电纤维传感器工作原理及研究现状随着柔性可穿戴传感技术的迅速发展，当前研究热衷于将传感器、信号收发、数字信号处理等电子设备集成到电子织品来实现集成化....

图2柔性电容式传感器研究现状

第一章绪论3（2）电容式柔性传感器研究现状2015年Lee等人通过在聚对苯撑在聚对亚苯基对苯二甲酰胺（Kevlar）纤维表面涂覆聚苯乙烯嵌段丁二烯（SBS）聚合物，然后将银（Ag）离子转化为银纳米颗粒制成一种导电纤维。该导电纤维由于Ag纳米颗粒的紧密电连接而具有0.15Ωcm-1....

图3电阻式柔性传感器工作原理

西北大学硕士专业学位论文4OzgurAtalay等人使用Ecoflex与糖粒、盐晶体结合作为介电层制作成如图2(c)所示的微孔状有机硅弹性体，随后通过3D打印技术将弹性体制作为厚度为1mm的微孔介电层，再将导电编织层精确固定于微孔介电层上，确保传感器导电性能良好，测试结果表明通过....

图4柔性电阻式传感器研究现状

第一章绪论5（2）电阻式柔性传感器研究现状MengmengLiu等人提出了一种新颖地基于全纺织工艺的压力传感器以及基于该传感器的大面积传感器阵列制备方法，如图4(a)首先通过光刻、化学蒸镀制出具有Ni涂层的叉指电极，随后将叉指电极与带有碳纳米管涂层的柔性纺织基底衔接即可。该传感器....

本文编号：3991155