用于运动状态监测的纸基柔性摩擦电传感器

为解决柔性摩擦电传感器制备流程复杂、成本高、不够环保等问题,设计了一种基于纸基导电银浆的低成本柔性摩擦电传感器。当外部压力由5 N增大至50 N时,其输出电压和输出电流逐渐增大,在频率为1 Hz、幅值为50 N的外部压力作用下,输出电压的峰值约为7.52 V。当外部压强在17~173 kPa的范围内变化时,输出电压峰值与压强呈分段线性关系。当外部压力的频率变化时,输出电压保持不变。结果表明,该传感器压力传感性能良好。当应用于运动传感中时,该传感器能够感知肘关节、腕关节的弯曲角度,并能有效区分走、快走、跑3种运动类型以及踮脚、深蹲、抱腹跳3种健身动作,计算人体行走频率与健身动作次数,在人体运动状态监测等领域具有良好的应用价值。

石墨烯导电墨水的制备及其纸基电路的导电性能

以石墨烯为导电填料,使用十二烷基磺酸钠(SDS)为调节助剂,制备了石墨烯导电墨水,在研究该墨水性能的基础上,采用划线法制备了纸基柔性电路,研究了墨水在纸基表面的状态及纸基电路的导电性能。结果表明,SDS可有效调节石墨烯导电墨水的表面张力及黏度,当SDS用量为0.2mg/mL时,石墨烯导电墨水的表面张力为39.89 mN/m,黏度为9.03 mPa·s,石墨烯方阻为179.8Ω/sq。由石墨烯导电墨水制备的纸基电路具有优异的导电性能,当导线长度L=5 cm时,其电导率为2.81×10^(2)S/m;且该纸基电路具有优异的柔性及稳定的导电性能,在经弯折180°或揉搓后其仍保持较好的导电性能,接在导电通路中仍可使二极管发亮。

轻质柔性聚酰亚胺纸基电磁屏蔽材料的制备与性能

基于聚酰亚胺纤维纸基导电骨架(PI-CP)的三维网络结构,通过聚吡咯(PPy)的气相沉积及无钯化学镀工艺在PI-CP上进行镍基金属的层层组装,制备了夹芯结构的镍/聚吡咯@聚酰亚胺纤维纸基电磁屏蔽材料(Ni/PPy@PI-CP);对其形貌、结构、导电性能、力学性能及电磁屏蔽性能进行了表征;并考察了温度、弯曲牢度和折叠次数对Ni/PPy@PI-CP导电性能和电磁屏蔽性能的影响.研究结果表明,Ni/PPy@PI-CP-3的电磁屏蔽性能可达到70 dB以上;Ni/PPy@PI-CP-3在弯曲变形下表现出优良的导电稳定性,其电导率损失可以忽略不计,经过200次的反复弯曲测试,其电导率仍保持在92.4%以上.此外,Ni/PPy@PI-CP还具有轻质及易于加工的特性,并具有稳定的热性能,于300℃下处理后电磁屏蔽性能仍保持在80%以上.

自组装聚合法制备木质素磺酸/聚吡咯柔性导电纸

以造纸废液中的木质素为分散剂和掺杂剂,采用自组装聚合法制备了具有高电导率、负载可控、高稳定性且抗张强度保持较好的木质素磺酸/聚吡咯柔性导电纸.采用红外光谱、四探针、扫描电镜、抗张强度和电化学等手段对导电纸的性能进行了表征,并研究了掺杂剂类型和组装层数对导电纸导电性能和力学性能的影响.结果表明,随着组装层数的增加,聚吡咯导电纸的负载量、电导率及导电稳定性均有提高.与原位聚合法相比,自组装聚合法制备的导电纸的性能更优.木质素磺酸在聚吡咯导电纸体系不仅可以起到掺杂和分散的作用,其对导电纸综合性能的增强效果优于盐酸和聚苯乙烯磺酸.由于木质素磺酸具有三维网络空间结构及其与纤维之间具有较强的氢键作用力,显著提高了导电纸的抗张强度及弯曲状态下的导电稳定性,其抗氧化和防水性还可以提高导电纸在空气和湿气中的导电稳定性.

还原氧化石墨烯纸的制备及其性能对比

采用改性的Hummers法制备了高分散氧化石墨烯溶液,并通过先还原后抽滤和先抽滤后还原两种模式得到厚度为1-10μm的还原氧化石墨烯纸.由X线衍射、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、热重分析、电镜分析和电阻率测试对材料的结构形貌和基本性能进行了表征.由正交实验确定了反应时间、还原剂用量和反应温度对还原氧化石墨烯纸电导率影响的大小,并推出最佳反应条件.对比肼溶液还原、肼蒸汽还原和高温脱氧还原氧化石墨烯纸,发现肼溶液还原制备的石墨烯纸质地均匀,并具有良好的柔韧性和导电性;而高温脱氧得到的还原氧化石墨烯纸具有金属光泽和最高的电导率,但由于质脆,直接作为柔性导电纸应用仍有一定难度.

基于碳纳米管型油墨的印刷电子柔性基材预处理技术研究

0 引言 在印刷过程中，紫外固化可通过化学交联反应将基材上的液体悬浮液转化为固体状态，它具有节能、无溶剂挥发和加工快速等多重优势，可在不到1s的时间内完成固化，因此其适用于工业化生产。而喷墨印刷因其灵活性和可局部处理的优点被广泛用于印刷电子制造领域。如图1所示，喷墨印刷可作为一个工作单元插入生产线中，并可通过计算机控制印刷过程，快速生成图案。

导热纸(膜)的研究进展

电子产品日渐突出的散热问题,引起了人们对电子领域热管理的广泛关注。柔性导热材料具有高韧性、高弹性、高导热、灵活性等特性,可运用于柔性电子器件,轻、薄型电子设备,电池等领域,帮助解决其散热问题。纸张及薄膜具有良好的柔韧性、优异的加工性和厚度可调整性,是良好的柔性导热材料。本文概述了近年来导热纸(膜)的研究进展,对不同基材的导热纸进行了归纳分类和介绍,重点讨论了纤维素基导热纸的制备方法、导热性能、导热性能测试方法及机械性能。

纤维素导电基底及其柔性电子器件的研究进展

纤维素是自然界中含量丰富且可再生、可降解的天然材料。本文综述了物理、化学、生物或相结合的技术对纤维素的影响作用及可制备的纤维素基元材料,例如纤维素纤维、纳米纤维素和纤维素分子。基于纤维素纤维,利用湿法造纸技术可以生产具有高孔隙率的纤维素纸张基底;基于纳米纤维素,利用真空抽滤或涂布等方式可制备具有低表面粗糙度及高透明度的纳米纤维素膜基底;基于纤维素分子,利用涂布或铸涂等方式可生产具有均一的表面形态及高透明度的再生纤维素膜基底。本文进一步分析了常用的导电材料(金属导电材料、聚合物导电材料及碳基导电材料等)及其与纤维素基底结合的方法(涂布、沉积、原位聚合、自组装等),进而可以制备柔韧轻质的纤维素导电基底。基于高性能的纤维素导电基底可以组装柔性电子器件,在光电转化、能量储存及电磁屏蔽等领域展现了广阔的应用前景。总之,利用天然纤维素制备柔性电子器件对于扩大纤维素的应用范围、提升纤维素的利用价值及推动柔性电子器件的进一步发展具有重要意义。

纸基柔性导电复合材料的研究进展

伴随着现代电子科技领域的蓬勃发展,大量电子垃圾的产生给环境带来了巨大压力。以纤维素为主的柔性导电复合材料具有与传统石油基导电产品不可比拟的优点,如轻质、可降解、可再生、生物相容性好等。近年来,纸基柔性导电材料逐步成为该领域研究的热点。本文综述了近些年来国内外纸基柔性导电材料的研究进展,描述了柔性导电材料的工作原理,详细概述了纸基导电材料的制备方法与相关应用,对纸基柔性导电材料亟待解决的问题及未来发展趋势进行了总结和展望。