用于柔性印刷电子中的石墨烯及其复合材料油墨的研究进展

随着印刷电子产业的蓬勃发展,寻找能够尽可能满足产品多项要求并且可以简化工艺、控制成本的导电油墨已经成为当下研究的热点。石墨烯凭借自身出色的导电、热力学、光学、机械性能,赋予了柔性电子产品更高的灵活性和易加工性,在保证导电性能的同时降低了成本。本文着重介绍了石墨烯及相关复合导电油墨研究的新进展;简要介绍了石墨烯油墨的各项制备方法,并就石墨烯导电油墨附着在承印物上的最新技术,相关应用等问题进行了综述。

丝网印刷石墨烯碳油墨应变传感器性能研究

提出了一种印刷传感器,用于钢筋混凝土结构的应变测试。采用石墨烯碳油墨和导电银浆分别作为传感和电路材料,以聚酰亚胺薄膜为基底,通过丝网印刷逐层印刷制备。设计了3种电桥电路,通过温度变化、系数标定和钢筋混凝土梁弯曲试验,测试了该印刷应变传感器性能。结果表明:该传感器具有成本低、制备方便、温度变化影响小等优点,其线性度超过0.99,灵敏度最高达到90.4,可以满足钢筋混凝土结构测试需求。

石墨烯基复合功能油墨的研究进展

石墨烯是近年来发展起来的新型材料,它呈六角蜂巢形,以sp2杂化轨道构成,是二维纳米碳材料。石墨烯及其复合材料具有许多优异的性能:良好的导电性、导热性、磁性能、光学性能及力学性能等。随着人们对石墨烯及其复合材料的了解和重视,它的应用越来越广。目前,人们将石墨烯基复合材料应用于功能油墨,其未来发展前景可期。本文主要介绍了石墨烯的特点及其制备方法,阐述了石墨烯基复合功能油墨的最新研究进展,分析了石墨烯基复合功能油墨的独特优势及其应用特性。

石墨烯/PDMS仿生银杏叶微结构柔性压阻式压力传感器

柔性压阻式压力传感器是可穿戴健康监测系统和人机交互设备的重要组成部分。在实际应用中,对具有高灵敏度和宽线性范围的压阻式压力传感器的需求迫切。以石墨烯油墨为功能层、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为柔性材料,设计并制备了具有仿生银杏叶微结构的柔性压力传感器。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了传感器的表面形貌。结果表明,仿生银杏叶表面的微结构包括平行叶脉和各种形状不一的凸起。该传感器具有1.56 kPa-1的高灵敏度和22.6 Pa^20 kPa的宽线性范围,当施加不同的载荷时有明显的台阶现象,并且可以在10000次的循环压力测试下保持稳定良好的性能。传感器的响应时间缩短至80 ms左右。此外,该压阻式压力传感器可用于检测人体关节的运动,表明其在健康监测和电子皮肤中应用潜力巨大。

基于碳系材料的标准应变传感条应用研究

针对传统电阻应变测量过程中,电阻应变片只能适应局部应变的点测,不能进行全域性测量且粘贴工艺复杂的特点,本文提出了采用价格低廉的碳系材料,利用改进凹版印刷技术制备标准长度传感条,采用裁剪及拼接的方法,实现传感条测试区域的任意调整,介绍了基于电阻变化率的传感条应变测试基本原理,通过等截面悬臂梁静载实验考核了标准传感条的各项性能指标,并通过钢筋混凝土弯曲梁实验评价了标准应变传感条针对混凝土梁小应变时全域性的测量效果,实验结果表明:该标准应变传感条具有制备方法简单、组合方式多样、小应变响应跟随性好、适用于户外现场测量的特点,可推广应用于混凝土结构的健康监测领域。