新型敏感材料的制备及其在柔性、可穿戴方向的应用研究

发布时间：2021-08-17 02:57

　　近年来,柔性可穿戴传感器在医疗检测、疾病诊断、人机交互和智能机器人假肢等领域的广泛应用极大的推动了柔性电子学的快速发展。本文主要开发了柔性、便携的压力传感器和湿度传感器,并集成到可穿戴设备中实现疾病诊断和远距离无线传输的应用。具体工作如下:1.基于蜘蛛外骨骼微裂纹和甲虫羽翼互锁结构的仿生结构,开发了一种超灵敏的压力传感器,可将其集成到可穿戴的电子设备中实现健康诊断和远距离无线传输。将亲水处理后的海绵浸泡到石墨烯溶液中,原位还原后得到还原石墨烯包附的网络状骨架,然后在高氯酸的酸性溶液中原位聚合苯胺得具有微裂纹和互锁结构的三维网络状结构。该压力传感器具有较大的形变检测范围,形变量可达0.2%～80%;快速的响应恢复时间（22 ms/20 ms）;灵敏度高;超灵敏恢复响应,最小称重25 mg;重复循环10000次,性能稳定;根据手指敲击传感器模拟检测帕金森综合征的静止性震颤,效果显著。可组装成智能电子皮肤,可以精确反映受力的大小和位置。将该压力传感器固定在机器人腿部,可以实现对机器人肢体运动的实时检测,并通过手机APP实现远距离无线传输。此外,基于该仿生结构制备的压力传感器,有望应用在智能电... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?（ａ）该应变传感器的制备示意图；（ｂ）实物图；（ｃ）扫描电镜图；（ｄ）截面图［９３］??Ｆｉｇ．?１－１?（ａ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｒａｉｎ?ｓｅｎｓｏｒ，?（ｂ）?ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈ，?（ｃ）?ｔｏｐ?ｖｉｅｗ．??（ｄ）?ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｔｒａｉｎ?ｓｅｎｓｏｒ．??

图１－２?（ａ）当纸分别为１，?５和８层时，石墨烯纸传感器电阻随压强的变化曲线；（ｂ）石墨??烯纸压力传感器的响应时间；（ｃ）石墨烯纸压力传感器的恢复时间；（ｄ）不同压强下?

图１－３震动传感狭缝器官：（ａ）蜘蛛腿部的狭缝传感器（箭头处）；（ｂ）小型变下的机械??裂纹相应机理；（ｃ）传感器大形变条件下响应恢复曲线；（ｄ）杨氏模量和传感器的生理阈??值＿??Ｆｉｇ．?１－３?（ａ）?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｒａｃｋ－ｓｈａｐｅｄ?ｓｌｉｔ?ｏｒｇａｎｓ?ｎｅａｒ?ｔｈｅ?ｌｅｇ?ｊｏｉｎｔｓ?ｏｆ?ｓｐｉｄｅｒ，?（ｂ?


本文编号：3346919