树突状纳米银的制备及其在印刷可拉伸应力传感器的应用

来源 :武汉大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:machao4
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,柔性可穿戴电阻式应力传感器在人体运动监测、电子皮肤和人机交互智能系统等领域表现出极大的应用潜力,这引起了人们的广泛关注。目前,相关研究者们致力于开发兼具出色的可拉伸性(>55%)和高灵敏度的电阻式可拉伸应力传感器来满足全范围人体运动监测。常用于制备电阻式可拉伸应力传感器的方法包括旋涂、滴涂、注射以及真空抽滤等。但是,相对复杂的制备过程和无法实现快速大批量生产等缺点限制了它们的实际应用。相较而言,丝网印刷技术不仅生产成本低、操作简便,而且能够实现图案化和快速大批量的工业化生产。因此,使用丝网印刷技术制备可穿戴式拉伸应力传感器有望加快其发展速度。此外,用于电阻式可拉伸应力传感器传感层的导电填料主要包括金属系纳米材料以及碳系材料等。其中,树突状纳米银由于其独特的树突状分叉结构,使得材料相互间具有较多的接触点,在较低的温度(80℃)下即可烧结获得较高的电导率。而且树突状纳米银具有较大的表面积,与基底材料的接触面积大,能够承受更大的拉伸应力。因此,树突状纳米银是制备高可拉伸性、高灵敏度、低耗能可拉伸应力传感器的理想材料。而且目前还没有将树突状纳米银用于制备可拉伸应力传感器的相关研究。鉴于此,本文合成了形貌均一的树突状纳米银并配制成导电油墨,采用丝网印刷技术在丁腈橡胶基底上印刷得到全印制电阻式可拉伸应力传感器。本研究的主要内容包括如下;(1)采用简便的一步置换反应,以硝酸银为前驱体,铜作为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为封端剂,当硝酸银和PVP的质量比为1:5时,制备出了形貌均一的树突状纳米银(主干枝晶尺寸为8-12μm)。并研究了PVP平均分子量和相对浓度对树突状纳米银形貌的影响。(2)将形貌均一的树突状纳米银作为导电填料,苯乙烯与2-甲基-1,3-丁二烯的聚合物(SIS)溶液为粘结料,Disponer 904S为助剂配制成导电油墨。当树突状纳米银的固含量为50 wt.%时,导电油墨表现出良好的印刷适性,能够在多种柔性基底材料上取得优良的印刷效果。在80℃下烧结后,印刷导电线路表现出高电导率(1.14×10~5S m-1)和优异的机械电学性能(2500次弯曲循环后电阻仅增大13%,在大于160%的拉伸应力下依旧能够保持导电通路的导通)。(3)通过简单的两步印刷方式,在丁腈橡胶基底上印刷树突状纳米银导电油墨制得全印制电阻式应力传感器。详细对比分析了传感层的几何图案对于电阻式可拉伸应力传感器传感性能的影响,研究了导致应力传感器电阻变化的内在机理。其中,线宽为2 mm的直线型应力传感器表现出大的应力工作范围(105%)、高灵敏度(GFs=294.8)、超快的响应速度(18 ms)以及长时间的空气稳定性(大于3周)。最后,本文将基于树突状纳米银导电油墨的全印制应力传感器应用于监测人体关节运动和手势动作,证明了其在人体运动监测和人机交互领域的应用潜力。
其他文献
树突状细胞(dendritic cells,DCs)作为机体内功能最强的抗原提呈细胞(antigen presenting cells,APCs),是连接天然免疫反应和适应性免疫反应的桥梁,被称为免疫应答的中心。通过分析骨髓来源的树突状细胞的RNA-seq数据库,我们发现树突状细胞中高丰度表达TRPV2(transient receptor potential vanilloid 2)通道,TRP
随着中国和韩国国际地位的上升,以及中美、韩美关系的变化,美国华人和韩裔群体与祖(籍)国的互动发生了变化,也影响着祖(籍)国文化在族群中的传承。族裔语言学校和社团是传承族群文化最重要的机构,可以促进华人和韩裔对祖(籍)国的文化认同及归属感。本文在梳理1965年以来美国华人和韩裔社区、学校、社团发展的基础上,选取华夏中文学校、曼哈顿韩文学校等,以及华人和韩裔的文化团体进行个案研究,就两大族群的文化传承
为了解洞庭湖通江水道鱼类资源的周年动态及其洄游特征,2017年5月~2018年6月,对洞庭湖通江水道的仔鱼和幼鱼、成鱼进行了逐月调查。(1)共采集仔鱼19种,数量以■(Hemiculter leucisculus)最多(占总数的76. 6%),其次为子陵吻虾虎鱼(Rhinogobius giurinus)(占8. 8%)和似鳊(Pseudobrama simoni)(占4. 3%);仔鱼主要出现在
丹麦著名小说家尤西·阿德勒-奥尔森(Jussi Adler-Olsen)的《悬案密码》系列小说畅销丹麦和欧美国家,但他的小说却很少译成中文出版。鉴于此,本项目选择其重要代表作《华盛顿法令》(The Washington Decree)翻译成中文,不仅有助于中国读者更好了解奥尔森的文学创作思想与成就,还有助于加强中国与北欧国家的友好文化交流。《华盛顿法令》是奥尔森创作的一部重要悬疑小说。该书讲述了美
逻辑推理作为六大核心素养之一,在《普通高中数学课程标准(2017年版)》中被提出。逻辑推理素养在人们的学习生活中扮演着至关重要的角色,是人发展思维的奠基石,也是发展智力的基础,更是发展创造力的源泉,对于中学生来说是一种不可或缺的能力。本文主要采用文献法、问卷法、访谈法和案例研究法。首先,笔者在阅读大量文献的基础上,对逻辑推理素养的起源、发展进行探索,结合国内外研究现状,论证研究高中生逻辑推理素养的
舰船通信,应急通信等“动中通”系统的通信平台具有较大机动性,平台的非平稳运动给通信双方的天线波束对准带来极大挑战,且影响无线通信链路的可靠性。在此场景下,传统的机械式波束对准方法将受到其调整方式和响应速度的限制,而电子波束对准系统对应着复杂的射频链路和高昂的成本,在非平稳平台的广泛应用受到约束。方向回溯天线无需预先知道来波的方向,也无需复杂数字信号处理过程,具有快速自跟踪特性和高性价比的特点,体现
学位
智慧城市,万物互联,信息化和智能化是智慧城市的典型特征,在这方面中国很早就开始了尝试和探索。尤其是在新型冠状病毒肺炎蔓延期间,大数据发挥了至关重要的作用,让我们看到了改革开放40多年来,中国的成长和进步。在这个大背景下,本论文围绕现代大学校园的建设,以深圳技术大学为例进行针对性的调查研究,希望智能校园巴士的出现能够极大地提高师生出行效率,为人们的生活提供真正意义上的高科技生活体验。在研究阶段,本文
学位
旅游业已经是目前我国重要的经济和社会支柱之一,民宿这个行业也得到了越来越多人的喜爱和关注,随之民宿这个产业的快速发展和其前景也越来越广阔。随着我国旅游行业的快速发展,人们的生活品质的逐渐提高,在旅行过程中,对于住宿条件的需求也不仅仅局限于只满足“住”这单一的功能。民宿设计就是在民宿的基础和过程中把地方特色文化潜移默化的融合进去。本课题将从五个方面去探索如何进行,在旅游过程中通过民宿这个载体融入地方