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基于导电水凝胶的柔性应变传感器研究进展

导电水凝胶具有良好的电性能、机械性能、生物相容性等,在电容器、调  (本文共7页) 阅读全文>>

太原理工大学
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改性聚天冬氨酸交联的导电水凝胶的制备与性能及其在柔性应变传感器中的应用

导电水凝胶结合了导电材料和水凝胶的优越特性,具有良好的机械性能以及卓越的电子传输与离子传输能力。作为一种新型的功能材料已引起了广泛关注,并且成为构筑柔性传感器的理想材料。聚天冬氨酸(PASP)含有丰富的羧基和酰胺基团,即使进行侧链修饰也显示出良好的生物相容性和可生物降解性,并且由于其蛋白质链结构成为一种非常有前景的生物材料。因此,本文从聚天冬氨酸和导电水凝胶的结构和性能出发,制备了两种性能优异的可生物降解导电水凝胶,研究了其在柔性应变传感器中的应用。本文以L-天冬氨酸为原料,采用酸催化热缩聚法合成了聚琥珀酰亚胺(PSI),然后通过乙醇胺(EA)的部分开环反应和丙烯酰氯(AC)的丙烯酰化反应改性PSI,随后进行水解制备了具有丙烯酰基侧链的可生物降解的大分子交联剂(MPASP)。以丙烯酸(AA)为单体,可生物降解的大分子MPASP为共价交联剂,FeCl_3为物理交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,在水溶液中进行自由基聚合制备了可生物...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北民族大学
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多功能导电水凝胶的设计、制备及其在柔性应变传感器中的应用研究

作为一种新型的软湿性材料,导电水凝胶(CHs)结合了导电材料和水凝胶三维网络的优越特性,在电子皮肤、软体机器人、柔性传感器和可穿戴电子设备等领域具有广阔的应用前景。现在所面临的问题主要集中在两个方面。1、在制备水凝胶的过程中通常使用化学交联或物理交联,导致材料内部网络结构不均一,影响传感器的稳定性和使用寿命。2、由于纳米填料趋于聚集并随机分布在聚合物基质中,因此需要将其表面功能化或使用大量填料以形成连续的导电网络,但会削弱CHs的机械性能。此外,在导电水凝胶中引入粘附性、自修复和化学稳定性等功能有望进一步扩展传感器件的应用领域。基于此,本论文围绕高性能CHs基复合材料的网络结构设计、性能表征及传感应用几个方面展开,主要研究内容与研究总结如下:(1)针对CHs网络结构的不稳定性,本部分以聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)做为水凝胶的基底材料,聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)为导电填料,氧化石墨烯...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
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基于聚琥珀酰亚胺特性的导电水凝胶的制备与性能及其在柔性应变传感器中的应用

柔性应变传感器(FSSs)由于其灵活性、重量轻和生物相容性,已被证明是智能可穿戴设备的一个很有前途的候选者。与拉伸性能差的传统柔性应变传感器相比,导电水凝胶具有拉伸性、柔韧性、重量轻、响应快等特点。导电水凝胶主要包括离子导电水凝胶、导电纳米材料导电水凝胶、导电聚合物基导电水凝胶几大类。由于导电聚合物基导电水凝胶中的导电材料掺杂机制独特且具有较好的电性能和电化学性能,环境稳定好等特点,导电聚合物基导电水凝胶成为导电水凝胶最具有研究的热点之一。然而到目前为止,导电水凝胶传感器的发展仍存在一些挑战。首先,大多数导电水凝胶传感器不能直接粘附在人体皮肤上,通常需要胶带或医用绷带固定;其次,导电水凝胶通常具有较差的机械性能(如强度低、易碎)。因此,开发具有粘附性性能和良好力学性能的导电水凝胶,从而监测人体运动信号是迫切需要的。聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)既具有亲水基团和憎水基团是合成导电高分子很好的分散剂(模板剂)。而聚天冬氨酸(PASP)由...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安工业大学
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面向柔性应变传感器的聚苯胺基导电水凝胶制备、表征及应用

随着柔性电子、可穿戴设备、生物医药、组织工程等领域的高速发展,兼具柔性与导电性的柔性电子材料成为未来电子材料发展的一大趋势。导电聚合物基水凝胶因其灵活的构筑策略、可控的机械性能与导电性,有望成为柔性电子等领域的备选材料之一,因此受到研究者们的广泛关注。然而,现有的导电聚合物基水凝胶体系普遍存在机械强度低、功能单一等缺点,限制了其在柔性电子等领域的应用。本论文围绕导电聚合物基水凝胶网络构筑与调控的核心问题,旨在提升导电聚合物基水凝胶机械性能、拓展其功能性与应用领域。以聚苯胺(PANI)为导电组分,聚丙烯酸(PAA)、聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)、聚乙烯醇(PVA)为柔性组分,通过原位聚合和物理共混的方法分别构筑了具有超长拉伸性、温度响应性和高强度的水凝胶材料。揭示了不同柔性组分、导电组分及其含量对水凝胶性能的影响规律,并系统地研究了该类水凝胶在柔性应变传感器、压力传感器、传感器阵列及其温度报警系统中的应用。主要内容如下:...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

太原理工大学
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聚苯胺基导电水凝胶的制备和性能研究及其在柔性传感器的应用

导电水凝胶在柔性可穿戴传感器中显示出巨大的应用潜力,水凝胶的导电网络结构在外部刺激下变形,从而改变水凝胶的电阻或电导率。导电水凝胶通常是将导电材料与柔性水凝胶结合制备。然而导电纳米材料如碳纳米管,石墨烯等在水凝胶形成过程中易于聚集,影响了导电通路的形成。因此,基于导电纳米材料的导电水凝胶电学性能较差。导电聚合物如聚苯胺,聚吡咯和聚噻吩等由于导电性好,易于制备,是制备导电水凝胶首选之物。本论文以聚苯胺(PANI)为导电材料,盐酸(HCl)作为酸掺杂剂,制备导电水凝胶。为了赋予导电水凝胶机械柔性和导电性,选用不同的的柔性材料与聚苯胺导电材料结合制备导电水凝胶。具体研究内容如下:1.以偶氮二异丁脒盐酸盐(V50)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,在苯胺(ANI)单体水溶液中使丙烯酸(AA)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)共聚并交联,形成两性离子聚合物网络水凝胶,随后将此水凝胶浸入过硫酸铵(APS)水溶液中苯...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>