【摘 要】
:
柔性应变传感器在可穿戴设备、可植入装置、柔性机器人以及人造皮肤等领域具有广阔的应用前景。比较于传统的传感器,水凝胶应变传感器由于其仿生结构和性能以及优异的生物相容性而具有巨大的优势。本文利用席夫碱动态共价键和硼酸酯动态共价键制备了三种自愈合水凝胶,通过流变仪、拉伸机、源表等仪器测试了水凝胶的自愈合性能、力学性能和传感性能,揭示了自愈合机理,并探索了水凝胶在传感器中的应用,拓展了水凝胶在柔性传感领域
论文部分内容阅读
柔性应变传感器在可穿戴设备、可植入装置、柔性机器人以及人造皮肤等领域具有广阔的应用前景。比较于传统的传感器,水凝胶应变传感器由于其仿生结构和性能以及优异的生物相容性而具有巨大的优势。本文利用席夫碱动态共价键和硼酸酯动态共价键制备了三种自愈合水凝胶,通过流变仪、拉伸机、源表等仪器测试了水凝胶的自愈合性能、力学性能和传感性能,揭示了自愈合机理,并探索了水凝胶在传感器中的应用,拓展了水凝胶在柔性传感领域的应用。本文的主要研究内容如下:(1)利用醛基化聚乙二醇(DF-PEG)和壳聚糖(CS)构筑DF-PEG/CS自愈合水凝胶。将醛基化聚乙二醇(DF-PEG)和壳聚糖(CS)在水中混合,由于DF-PEG与CS之间形成了席夫碱键,可以在几秒钟内实现凝胶化。通过扫描电镜分析表明,水凝胶呈多孔网状结构。通过流变仪研究了席夫碱键的动力学形成和解离过程,在DF-PEG的醛基和CS的氨基形成席夫碱键赋予了水凝胶优良的自愈合性能和可逆的p H响应性。通过拉伸机测试了水凝胶的延展性和韧性,断裂应变和应力分别为88.2%和12.1 k Pa。该水凝胶具有良好的应变灵敏度,可作为实时监测人体运动的柔性传感器。因此,所得到的自修复水凝胶将拓宽凝胶在可穿戴电子设备中的应用。(2)采用硼砂,海藻酸钠和明胶构筑了硼酸酯动态共价键自愈合水凝胶(BSG水凝胶)。利用明胶与海藻酸钠之间的多重氢键,以及硼砂与海藻酸钠之间的硼酸酯键制备了BSG双网络自愈合水凝胶。动态硼酸酯共价键的断裂与重筑,赋予了BSG水凝胶良好的自愈合性能。定性分析了水凝胶的粘附性能,发现其能够粘附玻璃、塑料、木头等多种不同材质的表面,这是由于水凝胶中的苯酚和羧基等基团赋予其良好的粘附性。另外,BSG水凝胶可以将形变转化为电子信号,组装成柔性传感器,能够监测膝盖、手指、手腕、肘关节的弯曲和以及吞咽、微笑、眨眼、说话的细微生理信号。这项工作展示了新的思路和方法,以开发多功能自愈合水凝胶构建灵活的柔性传感器。(3)利用硼砂,透明质酸钠和明胶构筑硼酸酯动态共价键双网络水凝胶(BHG水凝胶)。采用一锅法高温下直接混合均匀制备水凝胶,所得BHG水凝胶具有优异的拉伸、机械、韧性等力学性能,通过拉伸机测试水凝胶的拉伸强度达到50.2 k Pa。水凝胶网络主要由动态硼酸酯键和氢键驱动形成,并且由于动态硼酸酯键和氢键的存在,BHG水凝胶具有良好的自愈合性能。由于含有邻苯酚基团,水凝胶还具有良好的粘附性,能够粘附在不同材质的表面。此外,水凝胶可以将形变转化为电子信号(相对电阻的变化),从而组装成柔性传感器,能够监测关节(手指、手腕、肘关节的弯曲)和细微动作(微笑)的实时信号,在健康监测中具有潜在的应用。所制备的BHG双网络自愈合水凝胶,拓展了水凝胶在应变传感器的应用。
其他文献
股票发行注册制是资本市场改革发展的“牛鼻子”工程,党中央、国务院高度重视全面注册制在我国经济高质量发展中的重要作用。新时代如何科学推动我国股市全面注册制的高质量发展,是理论界和业界共同关注的热点问题。注册制改革不是“一放了之”,要科学应对A股市场全面注册制时代的多重挑战,包括防范金融风险、推动企业稳定成长及保护广大散户投资者利益。同时要把握好当前推动A股市场全面注册制健康发展的“当务之急”,包括监
随着蔬菜的商业流通和消费者对蔬菜品质要求的提高,每年约有30%的蔬菜被丢弃或掩埋,造成严重的环境污染和资源浪费。通过厌氧发酵将蔬菜废弃物转化为以己酸为代表的中链脂肪酸是一条具有广阔应用前景的高价值转化途径。本文基于批式厌氧发酵考察了pH值以及电子供体乙醇来源对白菜废弃物产己酸性能的影响,通过对发酵过程中挥发性脂肪酸组成及微生物群落结构变化的分析,初步探讨了厌氧发酵产己酸的机理。主要研究结果如下:(
随着经济的快速发展,人们保护生态环境的意识不断增强,精神文明需求也持续上涨,消费者对于花卉苗木的需求量逐渐增加。同时,在现代农业技术持续更新的背景下,高效能、大规模、精细化的花卉苗木产业已经成为区域经济发展的重点。萧山区作为浙江杭州花卉苗木产业的重点地区,凭借自身优越的自然环境,积极开展花卉苗木的培养,栽培历史较长,经验丰富,花卉苗木产业加速发展,直接拉动了当地经济增长。本文通过研究国内外花卉苗木
2015年国家住建部出台的《建筑产业现代化发展纲要》中明确指出,到2025年要实现装配式建筑占比达50%以上,装配式建筑作为建筑行业转型的新发展方向,深度契合国家可持续发展需要,积极响应我国“碳中和”目标要求,已成为理论界和企业界广泛关注的焦点。但目前为止,我国装配式建筑的发展仍处于起步阶段,发展较为缓慢,充分暴露出“开发商认可度低、设计标准不规范、缺乏系统规划”等问题。从根本上看,是由于“装配式
张仲实,我国杰出的革命家、翻译家、马克思主义理论家,他毕生坚定共产主义信念,始终坚持翻译、宣传马列著作,撰写马列文章,凭借着扎实的翻译功底,为我国马克思主义经典著作的翻译工作确定了标准,促进了马克思主义翻译事业的发展。他丰富的人生经历以及为马克思主义在中国的传播所做出的巨大贡献,值得我们认真学习和研究。首先,本文从近代以来中国社会所面临的重大历史抉择、十月革命胜利和共产国际对中国的帮助所创造的外部
实施全面注册制是我国市场经济的一项重大变革,对我国金融市场的运行将会带来重大的影响。因此,文章通过选择样本股进行实测操作,分析了全面注册制对A股市场带来的影响,进而提出了在全面注册制影响下的A股操作策略。
近年来,随着金融行业的新业态、新机构、新产品快速发展,商业银行的零售信贷业务发展面临着来自同业等金融机构的巨大挑战。就银行业发展路径而言,“大零售”将成为一种重要的发展趋势,商业银行需要对发展方向进行转变,促使零售业务在市场中占据更高的份额,进而促进商业银行能够实现快速发展。QD银行JN分行在此背景下积极发展零售信贷业务,取得明显的发展成就。但是,QD银行JN分行在发展过程中面临诸多问题,随着经济