蚕丝基柔性压力传感器的制备及其性能研究

蚕丝具有优异的生物相容性、可降解性和易加工性等,是应用于柔性电子领域的理想柔性基底材料。本文通过气液界面聚合法,在蚕丝织物、平板丝和静电纺丝素膜三种蚕丝材料表面实现聚苯胺的原位生长,成功制备出以聚苯胺为活性导电介质的柔性基材,并将其组装成柔性压阻式压力传感器,这为开发高性能、安全可靠和轻质便携的可穿戴电子产品提供新的方法和途径。结果表明:三种蚕丝基柔性压力传感器中,蚕丝织物聚苯胺传感器具有最大的压力检测范围(16.27~504.79 kPa),拉伸变形可达20%,灵敏度仅为0.00129 kPa^(-1);静电纺丝素膜聚苯胺传感器灵敏度最高(0.01376 kPa^(-1)),但拉伸变形能力差,仅可拉伸2.3%;平板丝聚苯胺传感器压力检测灵敏度略高于蚕丝织物聚苯胺传感器,达到0.00134 kPa^(-1),线性检测范围为9.8~87.6 kPa。本文研究开发的蚕丝基柔性压力传感器在运动检测领域具有较好的应用前景。

羊毛角蛋白融合型丝素蛋白膜材料的性能分析

羊毛角蛋白关联蛋白(KAPs)是一类富含半胱氨酸的纤维蛋白,可以氧化形成二硫键,与疏水相互作用和范德华力一起赋予角蛋白高的机械强度和结构稳定性。为了扩展天然蚕丝蛋白质材料的研究,本文以通过转基因法得到的KAP融入型蚕丝为材料,制备丝素蛋白膜,检测分析了膜的结构和性能。发现转KAP基因丝素膜含有更多的β-折叠结构,KAP的融入可以显著提高膜的机械性能和疏水性,融入不同种类的KAP可以获得性能不同的融合蛋白材料。通过转基因法制取蚕丝/羊毛角蛋白混合蛋白膜具有方法简便、无污染等特点,可为天然蚕丝材料的研究和应用提供新的思路。

体型分析在观测服装号型适应性上的应用

针对当前国内外缺失观测特定人群的服装号型适应性这一现状,提出以体型分析为基础的服装号型适应性观测方法,通过捕获人体的三维数据,从数据集群中选择服装号型分类变量的主成分,带入我国服装号型标准中进行验证。依据多组K均值聚类分布结果,结合验证后的号型覆盖率和档差关系选取最优K值,观测聚类中心的数值和分布图,描述该样本的服装号型适应性。结果表明:测量对象的差异性对号型分类变量的选取有直接影响,该服装号型适应性观测方法能够得到观测对象的体型发展趋势、服装号型覆盖率和档差调整方案、具体的"号"与"型"对应关系,提高了服装市场调研和生产计划的准确性。

聚苯胺/蚕丝复合织物的制备及其pH值响应性

为研究聚苯胺/蚕丝复合织物对酸碱的颜色响应性和可逆重复性,以平纹蚕丝织物作为基底,过硫酸铵为氧化剂,十二烷基苯磺酸为掺杂剂,通过原位化学氧化法制备了聚苯胺/蚕丝复合导电织物,采用测色仪测定织物表面颜色、色彩坐标,积分球测定织物的紫外光可见光反射曲线,研究了聚苯胺/蚕丝织物对p H值的响应性。结果表明:该复合织物的表面颜色随p H值从1增加至12发生由墨绿色—蓝绿色—蓝黑色之间的变化,具有良好的p H值响应性;此外,聚苯胺/蚕丝织物可在不同p H值溶液中重复可逆使用,表面色差小于2,颜色差异轻微,具有稳定的开关效应。

专业救生装备的功能及其发展趋势探析

基于救生原理理论对水域活动救生装备展开讨论,分析其浮力原理和其他可穿戴配置的救生特性,探讨民用、船舶、军用不同种类和结构的救生装备,论述国内外对救生装备不同设计考量和研究思路,从救生设备的专业性能和服用者的穿戴生理、心理直观感受等方面进行分析,以对救生装备的研究开发提供参考和借鉴。

基于家蚕平板丝结构的柔性压力传感器制备及其传感性能

为获得基于天然平板丝结构的柔性压力传感器,以家蚕平板丝为柔性基底,在家蚕吐丝过程中循环喷洒过渡金属碳化物/氮化物和银纳米线作为导电材料,制备出具有天然多层结构的导电传感层复合材料。借助扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对制备的平板丝传感层进行形貌观察和结构分析,并通过优化传感层的层数开发出性能更优异的传感器。结果表明:具有2层传感层的传感器的灵敏度最高,在42.03~60.00 kPa的高压范围内灵敏度可达0.20 kPa^(-1),比仅有1层传感层的传感器灵敏度提高了20倍;该传感器响应/恢复时间均在1 s以内,且在施加不同压缩速率时仍能保持电流值稳定,可准确响应动态变化的压力,在超过1500次压力加载/卸载循环后传感性能依旧保持稳定;该传感器可很好地贴附到人体关节表面用于监测人体运动状态,通过按压时间长短来模拟摩斯密码,可用于信息加密传输和困境救援;将传感器制成传感阵列,可应用于压力位置轨迹追踪。