基于PDMS/CNTs的柔性压力传感器的研究

来源 :广西师范大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:wsw361
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
柔性压力传感器具有轻量化、便捷化和集成度高等特点,在电子皮肤、人机界面、医疗健康和智能机器人等领域具有十分重要的意义。目前,柔性压力传感器已经得到了广泛研究,针对不同的应用要求,通过引入不同的转换原理和提出不同的结构来设计高性能柔性压力传感器,有些新型柔性压力传感器更是具备自供电、自愈合和生物降解的能力。目前柔性压力传感器的研究存在的主要问题是成本高、能耗大、工艺复杂、不易批量生产,这些问题严重限制了柔性压力传感器在现实中的应用。为了克服这些问题,本文提出了一种基于多孔聚二甲基硅氧烷(PDMS,polydimethylsiloxane)/多壁碳纳米管(MWCNTs,multi-walled carbon nanotubes)的柔性压力传感器,并分别从设计原理、制备工艺和传感特性等方面展开系统研究。本文主要研究内容如下:(1)PDMS/MWCNTs柔性压力传感器。采用溶剂蒸发法,经过超声分散和磁力搅拌,制备了一种PDMS/MWCNTs复合材料。SEM形貌表明,MWCNTs均匀分散在PDMS中,未发生明显的团聚现象,MWCNTs相互搭接形成导电网络。将PDMS/MWCNTs复合材料进行切片处理,涂覆导电银浆作为电极,制备成规格统一的PDMS/MWCNTs柔性压力传感器。搭建测试平台,对PDMS/MWCNTs柔性压力传感器的传感特性进行测试分析。测试结果表明,MWCNTs为PDMS的8 wt%时,PDMS/MWCNTs柔性压力传感器的灵敏度最高,在0-10 kPa压力范围内灵敏度为0.033kPa-1,同时响应迅速(响应时间和恢复时间分别为47 ms和85 ms),并且在经过1000次的循环加载后依然输出稳定。(2)多孔PDMS/MWCNTs柔性压力传感器。基于上述研究,利用碳酸氢铵受热易分解生成气体的特性,提出了一种多孔PDMS/MWCNTs柔性压力传感器的制备方案。在制备PDMS/MWCNTs复合材料的过程中掺杂碳酸氢铵颗粒,碳酸氢铵受热分解产生气体,气体留在PDMS/MWCNTs复合材料中,从而得到多孔结构的PDMS/MWCNTs柔性压力传感器。通过掺杂不同含量碳酸氢铵制备不同孔隙数量的多孔PDMS/MWCNTs柔性压力传感器,并测试其传感特性。测试结果表明:掺杂5 wt%碳酸氢铵制备的多孔PDMS/MWCNTs柔性压力传感器的灵敏度最大,灵敏度曲线分为两个阶段,0-6 kPa压力范围内的灵敏度达到了0.126 kPa-1,是PDMS/MWCNTs柔性压力传感器的4倍;压力增大到6 kPa之后,灵敏度有所减小。此方案明显提高柔性压力传感器灵敏度的同时,稳定性、迟滞性、响应时间和恢复时间几乎不受影响,且成本低、工艺简单、易于批量生产。
其他文献
在控制条件下研究了锌营养状况对几种双子叶植物(向日葵、莱豆、苹果、棉花和番茄)根分泌低分子量有机化合物如氨基酸、糖类和酚类的影响。缺锌导致根分泌物增加,随着介质供
首先通过比较太阳系各天体探测所需速度增量与各种推力器能达到的喷射速度,阐明核推进对于太阳系探测的重要性;随后,在简要介绍几个典型的基于核推进的空间任务设计方案后,通过参
本文主要从子午流注讨论发热的意义。从子午流注辨发热可以明确发热中的阴阳虚实、气血盛衰、脏腑病位、经络欲解之时。因此,发热从子午流注辨证可以起到提纲挈领的作用,临床
伴随着工业化、城市化进程的加快,诸如核电厂、垃圾焚烧厂等邻避项目陆续在全国部分城市兴建,当地居民因担心这些具有“负外部性”的邻避设施产生不利影响,因此采取高度情绪
门机属于港口大型电动装卸设备,设备运行的稳定性是影响码头生产连续性的重要因素。在日常的设备生产管理中,我们发现由PLC控制系统、旋转机构、铰点轴承所造成的故障率远高
目的:探讨中青年原发性高血压患者中性粒细胞/淋巴细胞比值(NLR)、臂踝脉搏波传导速度(baPWV)与高血压早期肾损害的关系。方法:(1)对2019年6月到2019年12月就诊于新疆医科大学第五附属医院的449名中青年原发性高血压患者行回顾性研究;按NLR的三分位数将入选患者分为3组:A组(NLR<1.61),B组(1.61≤NLR≤2.40),C组(NLR>2.40),比较三组患者之
涉税鉴证工作是税务师开展的核心工作,对税务师的业务能力要求极高,而企业所得税的汇算清缴工作占鉴证工作的大部分,是该行业的主要收入来源。本课题基于企业所得税汇算清缴
随着高等学校国际合作交流机会的增多,工作坊作为一种新的教学模式,其应用越来越广泛。以丹麦皇家艺术学院举办的"可展折纸结构在工程中的应用"国际工作坊为例,对工作坊的各
近年来,随着我国工业化、城镇化的快速发展,导致大气污染现象日益严重。空气过滤通过将大气污染重的PM2.5等颗粒与空气分离而成为目前最重要、最有效的防护手段之一。由于PM2
目前,随着病原体的耐药性日益增加,公共卫生问题变得越来越严重,寻找新的抗菌材料已成为亟需解决的问题。近年来,石墨烯由于其具有较大的表面积和优异的电子俘获转移能力,在