纤维素基可穿戴压力传感材料的制备与应用

随着科技水平的提高,具有良好力学响应性能的柔性传感器被广泛应用于健康监测、电子皮肤和虚拟现实等领域。本文以微纤化纤维素为主要原料,先通过物理吸附和化学键合的协同作用将二维纳米导电颗粒(多壁碳纳米管)负载在微纤化纤维素纤维表面;再利用冷冻干燥技术制备了具有多孔结构的纤维素基复合压力传感材料,并验证了其应用于压电传感领域的可行性。结果表明,当微纤化纤维素用量为2%,交联剂(N,N-二甲基甲酰胺)用量为1.5%,多壁碳纳米管用量为0.05%时,制备的传感材料的密度约为0.06 g/cm^3;当该复合材料的应变为10%时,产生的应力约为10 kPa;当压缩次数达到500次时,材料的回复率仍高达90%以上;经线性回归得到材料的灵敏度为3.33 kPa^(-1);人体穿戴测试结果表明,该新型微纤化纤维素复合压力传感材料的灵敏度较高、适应性较强。

流体润滑用压力敏感量子点传感器材料研究进展

流体润滑广泛存在于工程领域,润滑接触区各点局部压力的测量对研究机械润滑状态、保证系统平稳运行具有重要作用.量子点具有优异的化学和光致发光稳定性以及优异的光学性能,其对压力的敏感性使其应用于流体润滑领域监测压力成为可能.为此,本文中总结了研究常用的压力敏感量子点材料以及常用的制备方法,介绍了量子点的压力依赖性原理,并分别从原位压力试验和第一性原理计算两方面对量子点压力依赖性常用的研究方法进行了总结,最后,从工程应用角度对量子点的应用潜力以及目前仍存在的问题和挑战进行了介绍.

纸基微流控新型传感材料及其在食品分析中应用的研究进展

相较于其他食品分析检测技术成本高和制作方法复杂等缺点,纸基微流控技术具有制作成本低,制造工艺简单和无毒环保等优点,已在众多领域广泛应用。本文简要介绍了纸基微流控技术,重点讲述了有机分子或化合物材料、纳米材料和聚合物材料在内的探针的传感性能及其检测极限,有望帮助读者更好地理解μPADs中使用的各种化学和生物探针的传感机制,并促进其在该领域的进步。纸基微流控新型传感材料和纸基微流控技术在农药残留、致病菌、重金属和添加剂等食品分析中的检测机理以及其在整个检测体系中发挥简便快捷等优势的同时得到理想的实验结果,为其在快检领域的发展提供基础,并对该技术的未来发展方向和应用前景进行了展望。

碳纤维树脂基复合材料的传感特性研究

通过伏安特性实验,表明碳纤维树脂基复合材料的伏安特性曲线基本过零点,且线性较好,其电流-电压关系符合欧姆定律。通过对碳纤维树脂基复合材料进行拉伸、循环加载等试验,得到其电阻随变形而变化的规律为:在弹性范围内,拉伸加载时电阻值呈可逆地增加;卸载时电阻值呈可逆地减小。结果表明,碳纤维树脂基复合材料具有良好的电阻-变形敏感性,灵敏度高于60,具有满意的线性度和良好的重复性,蠕变很小,稳定性较好。

连续碳纤维增强水泥基复合材料的传感特性研究

修补和加固的在役混凝土结构需要有效的手段来监测和评定其安全状况。研究了连续碳纤维增强水泥基复合材料三点弯曲梁在不同加载方式下,其电阻与变形之间的变化规律,探究连续碳纤维增强水泥基复合材料的传感特性。结果表明,连续碳纤维增强水泥基复合材料试样的应变-电阻敏感度高于电阻应变片,线性度、滞后性较好,蠕变小,稳定性较好。据此,可将连续碳纤维增强水泥基复合材料用来制作感知结构损伤的传感器,实现对大型土木结构的在线健康监测。如果将其用作修补材料,那么在修补加固破损结构的同时,还可利用其应变-电阻敏感性长期在线动态监测结构的损伤及修补质量。

基于液态金属复合材料传感手环的手势意图识别系统

手势意图识别是人机交互领域的热门研究方向,然而现有手势的识别系统大多基于肌电信号,肌电信号不可避免的信号串扰、衰减、信噪比低等问题严重影响了手势识别的准确率.为了解决这一问题,研发了基于液态金属复合材料传感手环的可穿戴手势识别系统,液态金属复合材料灵敏的压阻效应使设计的传感手环获取的传感信号表现出稳定、灵敏度高、噪声低等优异特性.基于此传感信号的手势识别系统由数据采集和模式识别两个部分组成,其平均离线识别准确率高达97.19%.更重要的是,该系统无须在手部加装设备,通过前臂肌肉即可获取信号,因此可用于手部功能缺失的残疾群体,用户范围广泛,具有重要的社会和经济效益.

棉纤维在气敏传感领域的应用研究

首先,介绍了棉花和气敏传感器的研究现状;其次,围绕棉纤维及其制品具有可再生、易降解、气体通透性好、成本低等优点,重点介绍了棉纤维作为气敏传感材料模板、传感基底和传感材料前体物在气敏传感领域的应用;最后,对棉纤维在气敏传感器领域的应用研究进行了总结和展望.

卍字型无线高温高压传感器的设计与研究

论文介绍了一种利用硅碳氮(SiCN)材料制成的无线高温高压传感器。可以解决目前温度压力传感器所存在的量程狭窄、体积大、敏感度不足的问题。传感器由金属、硅碳氮基板和金属三层结构组成。结果显示,设计好的高温传感器可用于测量27℃~1 000℃范围内的温度,温度灵敏度约为0.77 GHz/°C,并可检测10 MPa~100 MPa的压力,压力灵敏度0.159 GHz/MPa。该传感器探测范围广泛,在航空发动机、工业生产、通信等领域提供技术支持。

MOFs基纳米酶的生物传感应用研究

MOFs基纳米酶因其自身具有较高的原子利用率、独特的几何和电子结构,在催化反应中表现出更高的催化活性,目前已经成为纳米酶研究的热点。在该文中,总结了MOFs基纳米酶的分类及其在生物传感领域的应用进展,并对比了基于不同MOFs基纳米酶传感器的构建及其检测性能,阐明了MOFs基纳米酶应用的前景和面临的挑战,旨在为MOFs基纳米酶的发展提供参考。

电化学储能及传感用细菌纤维素及其复合材料的研究进展

细菌纤维素(Bacterial cellulose,BC)来源丰富,是一种绿色环保的可再生材料。BC具有优异的物理化学特性,是具有多样性应用潜力的生物聚合物材料,随着能源和生态环境的持续恶化,对于开发先进储能技术亟待实现,BC在电化学储能、传感及能源转换领域展现出广阔的应用前景,受到诸多关注。本文对BC做了简要介绍,以BC及其复合材料在电化学储能及传感领域的种类、不同处理及改性手段对BC结构与性能的影响为线索,系统地对BC在电化学储能及传感领域的应用进展进行了概述,对其在新型电子器件及能源转换领域的发展也有所涉及,最后对BC在电化学储能及传感材料的研究进展及发展方向进行了总结和展望。

碳纳米材料在柔性压力传感器中的应用

随着碳纳米材料的发展,柔性压力传感器在电子皮肤、机器人、移动医疗诊断和人机交互等领域有着广泛的应用。由碳纳米材料制备的柔性压力传感器有柔性、高稳定性等优点,使其成为近年来的热门研究方向之一。系统综述了基于碳纳米材料的柔性压力传感器的分类,以及各个类型传感器的优势和不足。最后,展望了柔性压力传感器在耐久度、多维度形变探测和生物安全性等方面的发展趋势。

CNT-CF水泥基材料传感特性研究

将碳纳米管与碳纤维混杂掺入水泥基材料制备碳纳米管-碳纤维(CNT-CF)水泥基材料,并研究其温敏和压敏传感特性。结果表明,当碳纳米管掺量较低时(<0.5%),碳纳米管能有效提高CNT-CF水泥基材料的温敏和压敏特性;CNT-CF水泥基材料的活化能、温敏系数以及压敏传感线性程度和重复度均随碳纳米管掺量增加而提高;随着碳纳米管掺量继续增加,CNT-CF水泥基材料各项传感性能均有所下降。碳纳米管掺量为0.5%的试样传感特性最优。利用CNT-CF水泥基材料开发水泥基温敏、压敏传感器有一定应用前景。

纸基功能材料的生物传感技术助推即时检测“加速度”

即时检测(POCT)作为一种可以即时开展标本采集、就地进行检测反应并得到结果判读的技术方法,在现场快速检测方面发挥着越来越重要的作用。纸是一种轻薄、柔韧、廉价、易加工的常见材料,基于纸基功能材料的生物传感技术在POCT中展现出广阔的应用前景。该文结合近年来纸基生物传感技术在POCT中的前沿研究成果,围绕纸基的材料,纸基功能材料生物传感的分类、流体控制,以及比色、电化学、电化学发光、荧光及拉曼光谱等纸基功能材料生物传感技术在POCT中的应用进行了综述。

基于碳泡沫的柔性传感材料制备及其性能研究

本文以碳泡沫柔性传感材料为研究对象,详细论述了碳泡沫水凝胶柔性传感材料的制备过程,分析了碳泡沫水凝胶柔性传感材料的压力感性性能,最后以实例验证了碳泡沫水凝胶柔性传感材料的使用价值,旨在为我国其他类型的柔性传感材料的选择和制备奠定更扎实的基础。

可水洗耐久的柔性压力传感织物

柔性压力传感器因其能模拟人体皮肤的特点去感知并对环境刺激作出响应从而成为智能纺织品制造的研究核心。其中,电容式压力传感器因具有高灵敏度、快速响应、组装简单和能耗低等特点具有很好的应用前景。但是现有的研究中仍有几个因素一直制约着电容式压力传感器的进一步发展,主要包括传感精确度易受环境湿度影响、介电材料的极化效率低以及其化学结构或物理构型易被水洗破坏,制约着电容式压力传感器的压力传感稳定性及耐久性,不满足实际服用需求。

碳基复合材料结构800℃光纤高温应变测量

本文采用自主研制的光纤高温应变复合传感器对碳基复合材料结构样件在常温~810℃范围内的高温应变测试特性进行了研究。在马弗炉内对两件碳基复合材料结构试件分别进行三次常温~810℃重复加热实验,高温应变热输出测试结果具有很好的重复性。在万能试验机上,在800℃高温环境下对碳基复合材料结构试件进行了拉伸实验,光纤高温应变复合传感器的测量值与高温引伸计的测量值具有较好的一致性。与此同时,在本文实验结果中,光纤高温复合传感器测试结果的跟随性、平滑性要优于高温引伸计的测试结果。

高分子基柔性电容式压力传感材料的研究进展

高分子基柔性电容式压力传感器具有机械柔韧性、高灵敏度、优异的可重复性、功耗低、空间分辨率高等优点,在可穿戴电子器件、电子皮肤等领域的应用越来越广泛,引起了人们的广泛关注。本文首先对不同传感机理的压力传感材料进行简要介绍,然后重点论述了高分子基柔性电容式压力传感材料的研究进展,并对其传感机理、优缺点以及优化策略进行了详细讨论。最后,本论文还对电容式压力传感材料目前存在的问题及未来发展趋势进行了展望。

水泥基材料毛细管负压的测试方法研究

设计了用于测试水泥基材毛细管负压的负压传感装置,并利用该装置,采用水胶比为0.30的水泥浆体研究了储水管的硬度、装置内的气体、水的含气量、测试深度、水泥浆体泌水等因素对测值的影响。结果表明:装置内的气体和储水管的硬度对负压测值的准确性影响较大,外界环境和泌水会对不同深度毛细管负压的发展有影响。根据试验结果,提出了准确测试水泥基材料毛细管负压的方法和建议。

宁波材料所在碳基荧光纳米材料研究中取得进展

多色荧光材料,特别是单一波长可激发的三原色（红、绿、蓝）荧光材料在诸如生物成像、化学传感、全色显示及LED等领域具有非常重要的应用价值。目前市场上多色荧光材料主要以半导体/稀土/过渡金属基荧光粉、有机荧光染料及半导体量子点为主,

宁波材料所在碳基荧光纳米材料研究方面取得进展

荧光材料在生物成像、化学传感、显示及照明等领域均有非常重要的应用价值。目前市场上荧光材料主要以半导体／稀土／过渡金属基荧光粉、有机荧光染料及半导体量子点为主，但这些材料通常有制备过程繁杂、成本高、光稳定性差或较高的毒性等缺点。碳基荧光纳米材料是近年来出现的一类新型荧光材料。