收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于木气凝胶的柔性压力传感器的研究

范路洁  
【摘要】:柔性压力传感器作为智能可穿戴的重要一部分,在人体健康监测、运动检测、人机交互、电子皮肤方面等发挥着重要的作用。科学人员基于不同的新结构和新材料开发了各种优异性能的柔性压力传感器。但是,制备出具有超压缩性、高灵敏度、宽检测限和低迟滞性的柔性压力传感器仍然存在很大的挑战。柔性三维导电材料具有优异的可压缩性和导电性对制备优异性能的传感器具有很大的意义。本文采用化学处理法和冷冻干燥法将天然Balsa轻木制备成木气凝胶(WA)。FTIR谱图显示木质素和半纤维素已被去除干净。从SEM图像可以看出WA具有多层拱形结构有利于增加其压缩性能。本文报道了两种赋予木气凝胶导电性的方法,并将制备的导电木气凝胶组装成柔性压力传感器。采用碳化工艺将制备的木气凝胶转换成导电碳木气凝胶(CWA),然后利用浸泡、抽滤-干燥法将热塑性聚氨酯(TPU)溶液均匀地覆盖在CWA表面。采用丝网印刷法制备了柔性电极与制备的导电复合材料组装成柔性压力传感器。本文设置了一系列实验探讨了碳化温度和TPU浓度对传感器性能的影响。实验发现,随着碳化温度的升高,传感器的灵敏度先升高后降低。碳化温度在800℃和900℃,TPU浓度为6%时,CWA/TPU复合材料具有超压缩性,能进行任意弯曲折叠,制备的柔性压力传感器具有较高的灵敏度(76.18 k Pa~(-1)),超低滞后性(5.2%),宽检测限范围(0.6pa-100 k Pa)以及优异的耐久性(10000 cycles)。该传感器不仅可以实时监测呼吸、腕部脉搏等微小压力信号,还可以可靠的检测人体运动(手指弯曲、足底压力)。采用简单的原位聚合吡咯的方法在木气凝胶表面生长聚吡咯导电材料,制备了聚吡咯/木气凝胶(PPy/WA)柔性压力传感器,并探讨了吡咯(Py)浓度对传感器性能的影响。随着Py浓度的提高,木气凝胶表面的PPy的量逐渐增加。当吡咯浓度为0.5 mol/L时,木气凝胶表面的PPy开始大量团聚。实验发现,随着Py浓度的升高,传感器的灵敏度出现了先升高后降低的趋势。Py浓度为0.3 mol/L时,传感器的灵敏度达到51.53 k Pa~(-1)。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前15条
1 刘胜强;谭晓兰;吕博;刘德祥;周文博;;柔性压力传感器的研制[J];机械工程师;2020年10期
2 侯星宇;郭传飞;;柔性压力传感器的原理及应用[J];物理学报;2020年17期
3 熊耀旭;胡友根;朱朋莉;孙蓉;汪正平;;微纳结构柔性压力传感器的制备及应用[J];化学进展;2019年06期
4 韩志清;杨晓红;邱昀梵;张龙琳;周莉;;柔性压力传感器在智能纺织品中的应用[J];棉纺织技术;2020年04期
5 黄亮;;基于双压力传感器的液体重量测量方法[J];计量科学与技术;2020年09期
6 刘文丽;洪成雨;鲍成志;段景川;娄在明;;基于增材制造技术的光纤布拉格光栅土压力传感器[J];激光与光电子学进展;2021年11期
7 丁文锦;吕威怡;苏莉莹;张妍;陈东生;;居家实验:用智能手机压力传感器测量物体高度[J];科学技术创新;2021年30期
8 刘帅;杜晓辉;朱敏杰;刘丹;任福琴;;扩散硅压力传感器长期稳定性提升试验方法研究[J];传感技术学报;2020年01期
9 ;压力传感器的补偿方法和系统[J];传感器世界;2020年01期
10 ;名称:一种用于鞋底中的压力传感器[J];中外鞋业;2020年06期
11 李占东;周建国;孟庆馥;;扩散硅压力传感器现场使用存在问题和解决对策[J];仪器仪表用户;2020年07期
12 ;北京大学实现了可以洗涤的织物压力传感器[J];传感器世界;2020年04期
13 ;一种薄膜压力传感器及其制造方法[J];传感器世界;2020年04期
14 李埃荣;王军;卢建阳;刘志军;;车用压力传感器自动化校准系统的设计[J];时代汽车;2020年14期
15 李亚萍;曲鸣飞;;硅蓝宝石压力传感器的原理及应用探析[J];中国新通信;2019年13期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 田易弘;于双;梁峭;毛梦伟;王兴波;李丰年;;小型高温压力传感器技术研究[A];第十八届中国航空测控技术年会论文集[C];2021年
2 陈满堂;景艳艳;苏承毅;;高温光纤压力传感器在新型发动机上的应用研究[A];第五届空天动力联合会议暨中国航天第三专业信息网第41届技术交流会论文集(第一册)[C];2020年
3 徐杰;邱彬;;一种基于碳纳米管的三维柔性压力传感器及其制备方法[A];中国化学会第十三届全国分析化学年会论文集(一)[C];2018年
4 钟卫兵;刘琼珍;王跃丹;王栋;;柔性自支撑纳米纤维基超灵敏压力传感器的制备及其在人体脉搏监测上的应用[A];2016年全国高分子材料科学与工程研讨会论文摘要集[C];2016年
5 任丽杰;马宏昊;沈兆武;范志强;;PVDF型水下压力传感器应用技术研究[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
6 张红;罗乘川;孙勇;;航空发动机压力传感器盒补偿技术研究[A];探索 创新 交流——第六届中国航空学会青年科技论坛文集(上册)[C];2014年
7 张国强;宋化远;;圆筒形压力传感器的优化设计[A];中国机械工程学会锻压学会第六届学术年会论文集[C];1995年
8 常增坡;唐柏森;;离子束溅射薄膜压力传感器的动态特性[A];2000全国力学量传感器及测试、计量学术交流会论文集[C];2000年
9 许雁南;FrankDutton;董春虎;刘伟锋;;压力传感器技术现状及发展[A];2001全国压力计量测试技术年会论文集[C];2001年
10 刘金城;;耐高温压力传感器的选择与应用[A];四川省电子学会传感技术第九届学术年会论文集[C];2005年
11 翟庆彬;莫黎听;杨威;朱冬严;陈星灿;耿璐;李路海;;柔性压力传感器的制作及其性能研究[A];2015第四届中国印刷与包装学术会议论文摘要集[C];2015年
12 陈德勇;崔大付;王利;于中尧;韩泾鸿;;微型硅谐振式压力传感器研制[A];2000全国力学量传感器及测试、计量学术交流会论文集[C];2000年
13 夏善红;陈绍凤;;真空微电子压力传感器实验研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十三届学术年会论文集(下)[C];2001年
14 张兆华;岳瑞峰;刘理天;;混频式环振压力传感器[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
15 杨勇;金琦;李长春;郭丽娟;;复合压力传感器研制[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
16 尤彩红;王冰;王文襄;;一种微型高频动态压力传感器的设计与制作[A];第十三届全国激波与激波管学术会议论文集[C];2008年
17 金承信;白静;;一种风洞进气道实验动态压力传感器保护装置[A];中国空气动力学会测控技术专委会第六届四次学术交流会论文集[C];2013年
18 王军;郭旭芳;孟念湘;张从和;;PVDF薄膜压力传感器标定技术[A];中国工程物理研究院科技年报(2001)[C];2001年
19 王永强;肖英淋;刘长林;王文杰;;自制PVDF薄膜压力传感器的标定[A];第五届全国强动载效应及防护学术会议暨复杂介质/结构的动态力学行为创新研究群体学术研讨会论文集[C];2013年
20 陈绍凤;夏善红;赵湛;白强;;真空微电子压力传感器的研制[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 李冀;基于机器学习和智能优化算法的压力传感器补偿技术研究[D];厦门大学;2017年
2 李旺旺;蓝宝石高温压力传感器关键技术研究[D];中北大学;2019年
3 朱芸松;基于石墨烯的表皮压力传感器的设计、制备与建模[D];中国科学技术大学;2018年
4 曹钢;硅微压力传感器设计、制造及批量调理与测试技术研究[D];华中科技大学;2017年
5 阮喻;声表面波压力传感器及其无线无源测量系统研究[D];重庆大学;2018年
6 程文;电子皮肤器件微纳结构设计研究[D];南京大学;2018年
7 陈德勇;微机械谐振梁压力传感器研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
8 束逸;基于新型微纳结构的柔性压力传感器基础研究[D];清华大学;2015年
9 冯志刚;自确认压力传感器的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 吕晓洲;用于电子皮肤的新型压力传感器的研究[D];东华大学;2012年
11 李云霞;基于三维多孔结构的柔性电阻式压力传感器研究[D];兰州大学;2020年
12 赵新;基于硅波导的新型光学压力传感器研究[D];复旦大学;2012年
13 杨光永;基于激光位移测量的光学压力传感器研究[D];华南理工大学;2014年
14 陈书文;用于人体健康监测的自驱动柔性驻极体压力传感器研究[D];华中科技大学;2019年
15 王孚雷;基于压电效应的集成式压力传感系统研究[D];山东大学;2020年
16 李森;离电柔性压力传感技术及其应用研究[D];中国科学技术大学;2020年
17 林雄威;基于压电复合材料的柔性压力传感器的设计、性能与应用研究[D];广东工业大学;2021年
18 杨先军;柔性力敏传感及其应用技术研究[D];中国科学技术大学;2012年
19 宋建伟;木材基先进功能材料的研究[D];华南理工大学;2018年
20 李天利;汽车胎压监测系统无源SAW温度压力传感器的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 范路洁;基于木气凝胶的柔性压力传感器的研究[D];天津工业大学;2021年
2 刘康宁;基于碳材料的柔性压力传感器的制备与性能研究[D];电子科技大学;2020年
3 帅行天;基于导电纳米材料的柔性压力传感器的制备及应用[D];中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院);2017年
4 常胜男;基于碳化棉织物的柔性压力传感器的研究[D];天津工业大学;2020年
5 张琦;基于液态金属的柔性压力传感器的研究[D];深圳大学;2020年
6 肖伦;对电极式柔性压力传感器制备及器件结构优化研究[D];电子科技大学;2017年
7 熊耀旭;柔性压力传感器的制备及灵敏度影响因素探究[D];中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院);2020年
8 罗毅辉;石墨烯复合材料柔性压力传感器的喷印制造及性能研究[D];厦门大学;2019年
9 杨聪;爆炸冲击波动态测量压电式压力传感器研究[D];济南大学;2019年
10 于江涛;柔性力敏薄膜材料制备及压力传感器阵列的研制[D];电子科技大学;2019年
11 程妙;压力传感器对急性骨筋膜室综合征内压预测的可行性实验研究[D];南华大学;2019年
12 邓珣;振动环境应力下SiC高温压力传感器结构性能分析及机制研究[D];电子科技大学;2019年
13 蒲玥明;纸基柔性压力传感器的制备及阵列化研究[D];电子科技大学;2019年
14 崔萌洁;扩散硅压力传感器系统的研究[D];东华大学;2019年
15 卢韵静;柔性纺织结构压力传感器制备及其智能可穿戴技术应用[D];青岛大学;2019年
16 刘文俊;基于阵列传感技术的坐姿识别方法研究[D];重庆邮电大学;2019年
17 金晨晨;基于MEMS技术二维磁场/压力传感器单片集成化研究[D];黑龙江大学;2019年
18 郑娜;基于微结构的柔性压力传感器的设计[D];江西科技师范大学;2019年
19 刘朋;基于Cortex-M3的洞穴滴水自动收集系统的研发[D];云南大学;2019年
20 黄奇峰;MEMS压力传感器芯片的数字信号调理与设计实现[D];北京工业大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前19条
1 记者 胡宇芬 通讯员 杨远林 实习生 蒋靓瑀;我国在高端压力传感器领域获重大突破[N];湖南日报;2021年
2 本报记者 裴兴斌;工业压力传感器领域的“小巨人”[N];宝鸡日报;2021年
3 黄辛 卜叶;新型仿皮肤压力传感器问世[N];中国科学报;2020年
4 记者 张建列 通讯员 冯春;新型柔性压力传感器出现[N];广东科技报;2017年
5 徐铮奎;新型压力传感器有助于提早发现病变[N];中国医药报;2009年
6 记者 常丽君;美造出透明超延展压力传感器[N];科技日报;2011年
7 王繁泓;耐高温压力传感器研制成功[N];中国化工报;2004年
8 李池;国内研制成功首台油井光纤压力传感器[N];中国石化报;2010年
9 记者 刘蒙丹;我市民企造出“天宫一号”运载火箭压力传感器[N];南京日报;2011年
10 本报记者 逄丹;加速推进压力传感器在物联网的应用[N];通信产业报;2014年
11 通讯员 施春霞;海鹰MBC5100船用压力传感器设计方案获认可[N];中国船舶报;2009年
12 ;电阻应变式纳米膜压力传感器[N];科技日报;2004年
13 通讯员 唐江 潘培波;依靠自主创新占据市场高端[N];汉中日报;2007年
14 本报记者 宋广玉 本报通讯员 柳云娇;两次创业,产品均打破国外垄断[N];南京日报;2012年
15 记者 尹江勇 实习生 林国永;郑州一研究所发明电子诊脉仪[N];河南日报;2008年
16 记者 胡宇芬 通讯员 欧凛莹;中电48所派出26位“侦察员”飞天[N];湖南日报;2011年
17 通讯员 发改 记者 默然 丁蕾;“好”字当头 扬州重大项目建设蹄疾步稳[N];扬州日报;2021年
18 本报记者 侯力明 实习生 吴丹 通讯员 吴芸 云娇;魏钦志:为打破国外垄断两次创业[N];江苏经济报;2012年
19 通讯员 韩发改 张锦 记者 高宝亮;这个重大项目有望完成年投资5.5亿[N];扬州日报;2021年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978