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随着互联网和智能电子产品的发展,柔性智能可穿戴纺织品的研究成为近年来热门的研究课题之一。智能可穿戴电子产品使用的关键问题是电源,持续可循环利用的电源是可穿戴电子产品的理想电源。
本课题将热电与纺织进行有机结合,通过探索热电材料的传输机理,尽可能的提高热电浆料的热电性能。综合考虑热电浆料的亲水性和热电性能合理选取 P 型与 N 型的热电浆料。采用涂覆的方法将 P型与N型热电浆料涂覆在纤维素纱线上制备出P-N结热电纱线。将P-N结热电纱线穿入间隔织物中,制备出柔性织物结构的热电温差发电器。
第一章详细介绍了热电的基础理论以及国内外相关领域的研究现状,并阐述了本论文的研究意义、目的与创新点。
第二章以 3,4 乙烯二氧噻吩单体(EDOT)为基础,利用两种不同的氧化剂通过化学氧化合成法合成出两种聚 3,4 乙烯二氧噻吩(PEDOT)纳米线。以聚3,4乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)为对照样本,对这三种纳米线进行化学测试与分析,从而探索热电材料的传输机理,理解热电材料电导率以及泽贝克系数提高的原因。
第三章将PEDOT纳米线基薄膜作为P型热电臂,导电金属铜胶带充当N型热电臂的作用,在平行于柔性基底的平面上,数对 P型热电臂与导电金属铜胶带串联形成电路,从而制备出一种柔性薄膜温差发电器。并且测试了这种柔性薄膜状温差发电器在人体穿戴实验中的热电性能。
第四章将 PEDOT: PSS 作为 P 型热电浆料,将 PEI 修饰后的PEODT/SWCNTs纳米复合材料作为N型的热电浆料,采用涂覆的方法将P型与N型热电浆料间隔涂覆在纤维素纱线上,形成P型热电臂与N型热电臂间隔排列的P-N结热电纱线。通过探索浸润时间和浸润次数决定最优的涂覆方案,制备出性能良好的P-N结热电纱线。将P-N结热电纱线穿入间隔织物中,确保P型热电臂纱线与N型热电臂纱线在织物的厚度方向,制备出一种柔性织物结构温差发电器。测试分析这种柔性织物结构温差发电器的性能,并测试了其在人体穿戴实验中的热电性能。
第五章总结了本论文的研究工作,针对本论文的不足之处提出未来的研究方向,并对未来的研究工作进行展望。
本课题将热电与纺织进行有机结合,通过探索热电材料的传输机理,尽可能的提高热电浆料的热电性能。综合考虑热电浆料的亲水性和热电性能合理选取 P 型与 N 型的热电浆料。采用涂覆的方法将 P型与N型热电浆料涂覆在纤维素纱线上制备出P-N结热电纱线。将P-N结热电纱线穿入间隔织物中,制备出柔性织物结构的热电温差发电器。
第一章详细介绍了热电的基础理论以及国内外相关领域的研究现状,并阐述了本论文的研究意义、目的与创新点。
第二章以 3,4 乙烯二氧噻吩单体(EDOT)为基础,利用两种不同的氧化剂通过化学氧化合成法合成出两种聚 3,4 乙烯二氧噻吩(PEDOT)纳米线。以聚3,4乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)为对照样本,对这三种纳米线进行化学测试与分析,从而探索热电材料的传输机理,理解热电材料电导率以及泽贝克系数提高的原因。
第三章将PEDOT纳米线基薄膜作为P型热电臂,导电金属铜胶带充当N型热电臂的作用,在平行于柔性基底的平面上,数对 P型热电臂与导电金属铜胶带串联形成电路,从而制备出一种柔性薄膜温差发电器。并且测试了这种柔性薄膜状温差发电器在人体穿戴实验中的热电性能。
第四章将 PEDOT: PSS 作为 P 型热电浆料,将 PEI 修饰后的PEODT/SWCNTs纳米复合材料作为N型的热电浆料,采用涂覆的方法将P型与N型热电浆料间隔涂覆在纤维素纱线上,形成P型热电臂与N型热电臂间隔排列的P-N结热电纱线。通过探索浸润时间和浸润次数决定最优的涂覆方案,制备出性能良好的P-N结热电纱线。将P-N结热电纱线穿入间隔织物中,确保P型热电臂纱线与N型热电臂纱线在织物的厚度方向,制备出一种柔性织物结构温差发电器。测试分析这种柔性织物结构温差发电器的性能,并测试了其在人体穿戴实验中的热电性能。
第五章总结了本论文的研究工作,针对本论文的不足之处提出未来的研究方向,并对未来的研究工作进行展望。