可拉伸/高透明/强黏附低共熔凝胶的制备及其在柔性传感器中的应用

以丙烯酸(AA)、苹果酸(MA)、氯化胆碱(ChCl)为原料,采用原位光催化聚合法制备一种低共熔凝胶P(AADES/MADES-n)。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱、断裂应变和电阻变化率对P(AADES/MADES-n)的结构、透明性、力学性能和应变传感性能进行表征。结果表明,P(AADES/MADES-50)具有高透明性能(可见光透过率为91%)、高拉伸性能(断裂伸长率为1300%)、强黏附性(对铝的黏附力为270 kPa)、高离子电导率(3.2×10^(-3)S/m)以及良好的力学回复性等特点。基于P(AADES/MADES-50)的电阻式传感器具有灵敏且稳定的电阻响应,能快速、重复、稳定地检测人体手掌不同部位的弯曲和伸展运动,展现出良好的人体运动实时监测性能,在运动传感器领域具有潜在的应用前景。

光交联制备可拉伸有机半导体材料

有机半导体材料因具备良好的溶液加工性以及优异的电荷传输性能,在柔性器件中展现出广阔的应用前景。本文介绍了一种制备可拉伸半导体材料的方法。该方法利用二苯甲酮光引发将3,6-二噻吩-2-基-2,5-二氢吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮基共轭聚合物(4Si)与聚二甲基硅氧烷进行光交联,研究了聚合物薄膜交联前后的电学性能和机械性能变化。结果显示,与未交联的4Si以及共混薄膜相比,交联薄膜的电学性能略微下降,但是机械性能得到了提升,起始裂纹应变由30%增加到50%。在100%的应变下,交联薄膜在平行应变方向上的迁移率为0.36 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),是初始迁移率的1.44倍。

柔性可拉伸有机发光显示器件专利现状

随着柔性和可穿戴电子设备的发展,人们对可拉伸显示器件的需求不断提升,这也促进了柔性可拉伸有机发光显示器件的快速发展。对于柔性可拉伸OLED器件而言,由于其在各个方向上均可以弯曲、折叠和拉伸,在大应变下可承受重复和可逆的形变,因此,不仅改善了传统OLED器件易碎的缺点,更重要的是使得显示设备具备了更多的可能。柔性可拉伸OLED器件作为可拉伸电子设备实现人机交互的桥梁而受到业界的广泛关注,并成为研究的热点。为了理清柔性可拉伸OLED器件的技术发展现状和发展路线,本文对柔性可拉伸OLED器件相关专利申请进行了统计和分析,并梳理出该技术领域的发展脉络,以期能够从专利申请的角度呈现柔性可拉伸OLED的技术发展现状和发展路线。

可拉伸导电蚕丝纤维的制备及性能研究

为制备可拉伸导电蚕丝纤维,首先使用硝酸钙[Ca(NO_(3))_(2)]水溶液对加捻生丝进行膨化处理,制备得到具有蓬松卷曲结构的可拉伸膨体弹力真丝,再在膨体弹力真丝表面多次涂覆弹性保护层水性聚氨酯(WPU)和导电层液态金属(LM),制备了可拉伸导电蚕丝纤维WPU/LM/WPU@BS,并对其进行测试表征。结果表明:膨化处理显著提升了真丝的弹性伸长率(80.42%)和断裂伸长率(128.67%),经过多次涂层处理后,WPU涂层提升了膨体弹力真丝卷曲结构的稳定性,使其保持良好的弹性伸长率,而LM涂层赋予了样品良好的可拉伸导电性能。将1.5 cm长度的WPU/LM/WPU@BS接入带有小灯泡的电路中并进行拉伸,在不同拉伸状态下,WPU/LM/WPU@BS的电阻值均低于2.4Ω/cm,小灯泡亮度无明显变化。

可拉伸有机场效应晶体管材料与制备工艺研究进展

作为一种新兴的电子应用技术,可拉伸电子器件打破了传统刚性电路的限制,进一步拓展了光电子材料的应用领域。可拉伸有机场效应晶体管(STOFETs)可作为信号调制和电子开关元器件,正在被应用于可穿戴电子、植入式电子和类皮肤电子等领域。本文综述了近年来STOFETs核心材料及制备工艺的研究进展,包括电极、电介质层、有机半导体层材料,溶液法、印刷法、溶液沉积法等制备工艺,并介绍了STOFETs器件的相关应用。最后,对STOFETs器件存在的科学问题进行了总结并就未来发展方向进行了展望。

带强阻尼的可拉伸耦合吊桥方程指数吸引子的存在性

在非线性项条件更弱的情况下,研究带强阻尼的可拉伸耦合吊桥方程的长时间动力学行为。首先,利用先验估计的方法证明解半群的有界吸收集存在;其次,利用试验函数作内积证明了方程满足加强的平坦性条件;最后,证明了带强阻尼的可拉伸耦合吊桥方程指数吸引子的存在性。研究结果进一步推广和完善了耦合吊桥方程的吸引子理论。

银基填料可拉伸导电复合材料制备的研究进展

综述了银系填料及聚合物基体在可拉伸导体制备中的研究进展,重点关注了银纳米球、银纳米线及银纳米片在可拉伸导体制备中的应用及其性能评价,主要介绍了水凝胶、化学交联弹性体和物理交联弹性体在可拉伸导体应用方面的优势及限制,最后对银基可拉伸导体未来的发展进行了展望。

可拉伸银纳米线透明导电膜的制备及性能研究

以银纳米线(AgNWs)为导电相,聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜为基材,采用旋涂-转移法制备可拉伸银纳米线透明导电膜,即先将AgNWs均匀旋涂在聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene Terephthalate,PET)薄膜表面,然后转移到半干的PDMS膜表面,再经热处理获得可拉伸银纳米线透明导电膜(AgNWs/PDMS)。研究了银纳米线的浓度、用量和尺寸以及旋涂层数对AgNWs/PDMS导电性、透光性、可拉伸性以及稳定性的影响;随着银纳米线浓度和用量的增加,AgNWs/PDMS膜的导电性和透光性下降。随着银纳米线直径下降,薄膜的透光性增加,但导电性下降。采用0.2 mL的2 mg/mL银纳米线(直径60 nm,长度25~30μm)旋涂4层所制备的薄膜在550 nm处的透光率为72.5%,方阻为32.94Ω/□。同时,AgNWs/PDMS膜具有良好的柔韧性、弯折稳定性、可拉伸性和电稳定性。

用于人体运动与语音识别的柔性可拉伸摩擦电传感器

为提高可穿戴摩擦电传感器电极的柔性与可拉伸性,设计了一种基于商用水性高分子导电凝胶电极的摩擦电传感器,且在电极一侧表面加工得到微观结构。测试结果表明该传感器具有约100%的伸长率与优异的耐卷曲扭折性。该传感器的电压与电流信号对外界压力具有良好的线性响应,且对传感器的拉伸状态不敏感。当施加外力为50 N时(频率1 Hz),输出峰值电压为109 V,峰值电流为1.3μA;当频率从1.0 Hz变化到3.0 Hz时,峰值电压几乎无变化,峰值电流从0.65μA变化到2.1μA。将该传感器应用于人体运动与语音识别时,电压信号可以对每种动作表现出特异的波形信号,实现了4种动作以及6种礼貌用语的检测与识别,表明其在人体运动与生物特征识别用可穿戴传感器领域具有良好的应用价值。

基于纳米银线的可拉伸柔性透明导电膜制备及其性能研究

以自制高长径比纳米银线为导电材料,聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)作为柔性基底,采用旋涂-转移法制备了银纳米线可拉伸柔性透明导电膜。探究了纳米银线浓度和旋涂层数对薄膜光电性能的影响,并分析了拉伸应变、食指摩擦和透明胶带黏附条件下薄膜的导电性。结果表明:用0.2mL 2mg/mL银纳米线在聚酯(PET)表面分别旋涂5层和10层,然后转移到半干的PDMS膜表面,再经100℃热处理30min,得到纳米银现可拉伸柔性透明导电膜。薄膜在550nm处的光透射率分别为79.8%和77.1%,方阻分别为58.68Ω/sq和22.4Ω/sq,具有良好的光电性能;薄膜拉伸应变达45%时,其方阻增加了4.1倍,固定拉伸应变20%时,经拉伸反复100次时,薄膜方阻增加了4.2倍,表明薄膜具有良好的可拉伸性和导电性;采用食指在薄膜表面反复摩擦,薄膜的导电性明显下降,但是采用透明胶带黏附,则薄膜依然具有良好的导电性,表明薄膜具有良好的附着力。

可拉伸超级电容器的研究进展:电极、电解质和器件

可拉伸超级电容器因在可穿戴电子和健康监测等领域的潜在应用而受到人们的广泛关注,它不但具备普通超级电容器功率密度高、循环寿命长、安全、成本低等优点,而且良好的柔软性和可拉伸性使其能够很好地与可穿戴系统进行集成.本文对已有文献中可拉伸电极/器件的制备方法进行归类、分析,详细总结了可拉伸电极/器件的三种制备方法,即弹性聚合物基底、可拉伸结构设计以及弹性聚合物和可拉伸结构结合;另外,还介绍了多功能可拉伸超级电容器和高弹性凝胶电解质的研究进展;最后,分析总结了可拉伸超级电容器未来发展中仍需面临的一些挑战.期望能够激发更多的研究创造以推动可拉伸超级电容器的实际应用.

经脐可拉伸切口腹腔镜术式在大肾癌切除术中的应用体会

目的探讨经脐可拉伸切口多通道腹腔镜手术(又名单切口三角经脐手术,SITUS)在大体积肾癌(直径>7cm)切除中的手术体会。方法 2015年8月至2016年9月,对7例大体积肾癌患者(3例右肾,4例左肾)实施SITUS肾切除术,总结分析其临床资料。结果 7例患者均顺利完成手术。手术时间(125.3±32.5)min,出血量(167±45.7)mL。术中、术后均未输血,术后拔除引流管时间为(2.5±1.6)d,术后住院时间(4.7±3.1)d,2例体重指数大于28(kg/m^2)的患者的右肾切除术中增加1个5mm辅助通道。术后伤口隐藏于脐周,美容效果良好。结论 SITUS手术方式进行大体积肾癌根治性手术可行,手术安全,取出标本无须延长切口,术后瘢痕可隐藏于脐周围,临床开展不需要特殊器械,手术难度较普通腹腔镜有一定程度增加,但可克服。

基于NFC的可穿戴传感器中柔性/可拉伸天线的研究进展

可穿戴传感器利用NFC功能可以非常方便快捷地测量和读取人体的一些生理参数,在人体运动传感、生物医疗等领域有着广泛应用。柔性/可拉伸天线是基于NFC的可穿戴传感器设计中的关键环节,利用传统金属材料、柔性金属材料分别与柔性衬底结合可以制备柔性/可拉伸NFC天线。从天线制备方法出发,分别讨论了利用传统金属材料的传统结构、2D结构、3D结构以及利用柔性金属材料中的导电纺织材料、镓基液态金属、导电纳米材料设计柔性/可拉伸NFC天线的研究进展,及其在可穿戴传感器中的具体应用和目前设计中存在的一些问题。最后对NFC可穿戴传感器的发展前景以及柔性/可拉伸NFC天线的研究热点提出了展望与思考。

基于导电织物的柔性可拉伸天线设计

基于柔性导电织物设计一种工作于2.45 GHz的柔性可拉伸天线,并研究不同拉伸应变对柔性织物天线性能的影响规律及辐射特性.仿真及实测结果表明,在中心频率2.45 GHz处,回波损耗的仿真与实测值分别为-40,-26 dB,仿真与实测增益方向图在中心频率处一致性良好.

基于双重共振响应的太赫兹柔性可拉伸超表面(特邀)

可拉伸器件中太赫兹波特性的主动控制对于涉及大机械变形或拉伸的先进太赫兹应用至关重要。将金属超表面与弹性薄膜聚二甲基硅氧烷相结合,设计并研制了基于不同微观机理的双带太赫兹波段主动控制器件。利用金属与弹性薄膜在拉伸作用下的形变失配,通过周期敏感的十字结构超表面实现了双带调制效果。在36%的拉伸下,利用偶极子模式和晶格模式分别在1.26 THz和2.41 THz处实现了调制深度为90%和78%的双频带调制。通过晶格模式进行的调制工作频率具有较大的动态范围,可以从2.41 THz调谐到1.85 THz。由于电偶极子谐振模式和周期性晶格谐振模式的机制彼此独立,因此可以独立地设计两个谐振频率,从而在几何上调节双带调制器的频率间隔。提出的可拉伸超表面制备简单,具有强度调制深度大,频率调谐范围广的优点,既能用于太赫兹波的主动控制,也能用于被动式的位移传感。

不均匀可拉伸单锚链系统的静力分析

提出了水流作用下锚链静力分析的一种数值计算方法,同时给出了相应的计算程序流程图。对于不可拉伸单锚链,本方法与悬链线理论的计算结果吻合得很好。通过计算得到了锚链顶端位移与锚链顶端水平和垂直分力呈非线性关系的结论。

一体式柔性可拉伸拱形摩擦-压电复合纳米发电机

针对目前可穿戴单兵能源装备对能源采集器件柔性可拉伸能力的迫切需求,提出了一种基于摩擦-压电协同换能机理的一体式柔性可拉伸拱形纳米发电机设计方案。利用混炼工艺将钛酸钡(BaTiO3)、聚四氟乙烯(PTFE)和镀银玻璃微珠分别混入到高温硫化硅橡胶中,分别制备出压电层、摩擦层和电极层,使器件实现了全柔性和可拉伸性能。器件采用拱形结构,可以响应拉伸和拍打两种常见的激励模式,有助于高效采集具有多自由度特点的人体运动能量。实验结果表明,拉伸模式下,器件主要依靠压电层产生电能输出,而在拍打模式下,器件则主要依靠摩擦层产生电能输出,复合输出性能得到明显提升,展现出其在可穿戴单兵能源装备领域广阔的应用前景。

基于“丝瓜络”3D凝胶网络超强液晶物理凝胶的可拉伸光散射显示器件

将一种具有自组装特性的新型POSS核凝胶因子添加到含有偶氮苯光响应剂的液晶基体中,获得具有高Tsg(凝胶-溶胶转变温度)和抗张强度的超强液晶物理凝胶。偶氮苯光响应剂赋予该液晶物理凝胶波长响应特性,液晶基体赋予其温度响应特性,所获液晶物理凝胶不同的响应状态之间具有显著的对比度差异,使其无需使用传统液晶显示器中必不可少的偏振片也能显示出清晰的图像信息。偏振片的省去极大地简化了显示器件的结构,使得该液晶物理凝胶超强的力学性能得以充分利用,用以制备一种新型的可拉伸液晶显示器件,该显示器件在拉伸到原始长度的145%时仍能清晰地显示原有的图像信息。由于该器件的制备过程简单,可以通过包括滴涂、旋涂以及高温喷涂等在内的传统加工工艺制备获得,相信全拉伸型液晶显示器件在将来可以获得广泛的应用。

化学镀镍可拉伸导电纱线的制备及性能研究

通过无钯化学镀方法在氨纶包芯纱上沉积镍层,制备本征可拉伸的导电纱线,研究不同化学镀镍工艺条件对其导电性的影响。结果显示在纱线质量为0.05 g,硼氢化钠质量浓度为40 g/L,氢氧化钠质量浓度为8 g/L,六水合硫酸镍质量浓度为60 g/L,次亚磷酸钠一水质量浓度为80 g/L,二水合柠檬酸三钠质量浓度为100 g/L的条件下,制备的化学镀镍棉氨纶包芯纱导电性最好,且可拉伸性能最佳;通过扫描电镜发现纱线表面镀层为球状镍单质堆积而成,随着镀液质量浓度的提高,镀层逐渐致密。

非线性可拉伸梁方程非自治指数吸引子的存在性

利用算子半群分解技巧得到了非线性可拉伸梁方程在L2(Ω)×H01(Ω)中指数吸引子的存在性.