聚丙烯腈基压电水凝胶的制备及其在柔性传感领域上的应用

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:feng_zj
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人工智能(AI)和物联网(Io T)的快速发展,柔性传感领域逐渐引起研究人员的广泛研究兴趣。柔性传感器作为其中重要的组成部分,不仅克服了环境对检测设备的限制,而且扩展了传感器在人体运动监测和医疗保健领域中的应用。水凝胶由于其可调的机械强度和无生物毒性,使其成功在生物学和电子产品之间实现了无缝结合。然而现有的水凝胶传感器通常具有机械性能差、需要外部电源或电池等问题,限制了其在柔性传感领域上的应用。因此,需要开发出一种具有易制备、低成本、高弹性、自发电等优点的水凝胶传感器用于柔性传感领域。本研究以应用于柔性传感领域的水凝胶传感器为出发点,将压电聚合物PAN的力电响应特性与水凝胶固有的柔韧性和两性离子水凝胶固有的广谱黏附性结合制备出具有良好的力电响应性能和柔韧性的聚丙烯腈基压电水凝胶。首先以聚乙烯醇(PVA)、丙烯腈(AN)、对苯乙烯磺酸钠(Na SS)、丙烯酰胺(AAm)为原料,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂通过溶液聚合的方法制备了一种基于聚丙烯腈的压电水凝胶(PVA-PAN)。PAN链间的偶极-偶极相互作用和PVA与PAN链段间的氢键作用促进PAN向平面之字型构象转移,水凝胶的最大压电系数d33为32 p C·N-,具有与皮肤相类似的杨氏模量值(23±0 20MPa)和良好的延展性(97~408%)。由于应力诱导的极化效应,该水凝胶能够产生约60 m V的电信号输出。通过V-T曲线表明该水凝胶可以通过电压信号的变化精确地检测人体的各种活动(如关节的运动、步频等),为其应用在人造皮肤、人体健康检测以及医疗诊断等领域提供一定理论指导依据。为了解决水凝胶传感器由于缺乏黏附性能,无法准确获取皮肤变形的问题,本研究通过往聚丙烯腈基压电水凝胶中引入阳离子单体(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)),使其与阴离子单体(Na SS)结合,从而制备了一种具有可黏附性能的聚丙烯腈基可黏附压电水凝胶(PNx Dy Az)。阳离子单体(DMC)的引入不仅通过静电相互作用与阳离子单体(Na SS)结合,提高水凝胶网络的交联强度,而且赋予了水凝胶优异的可黏附性能。PNx Dy Az水凝胶网络内偶极-偶极相互作用、氢键和静电相互作用三者之间的协同作用不仅赋予了其与皮肤相类似的杨氏模量(4 47±3 79 k Pa)、优异的延展性(499±9 54%)和高弹性,而且赋予了其优异的力电响应性能,并能在3000次的外界应力加载-卸载循环中能产生稳定的电信号输出(~65 m V),为其应用在柔性传感、人体运动监测和医疗保健等领域提供了新思路。
其他文献
<正>当今世界是“你中有我、我中有你”的命运共同体,同时也面临着经济、政治、军事、科技、文化等因素复杂交织的状态,考验着人类的智慧,急速推动着全球治理格局的深刻变革。日益走近世界舞台中央的中国比以往任何时代都更需要全面深入地了解世界,这已经远远超出了过去的“参考借鉴”之需,成为当下必不可少的知识前提。近年来中国社会科学追求学术自主的旨趣,就是在知识生产领域努力以平等、自立的态度,建立自己关于世界的
期刊
<正>甲状腺癌(thyroid carcinoma,TC)是内分泌系统最常见的恶性肿瘤。根据中国肿瘤登记中心的数据显示,中国城市地区女性甲状腺癌发病率位居女性所有恶性肿瘤的第4位。家族遗传性甲状腺癌包括遗传性甲状腺髓样癌(hereditarymedullarythyroid carcinoma,HMTC)和家族性甲状腺非髓样癌(familial non-medullary thyroid carc
目的 了解临床教学基地本科医学生的科研认知情况,提出教学模式改进对策。方法 采用电子调查问卷对某地市级临床教学基地210名本科生进行调查,调查内容包括学生的基本信息,科研认知、对科研实践活动的参与意愿等。结果 回收电子问卷175份。91%的学生认为科研与医疗业务发展相互促进,93%的学生认为科研对个人未来职业发展起着重要作用,59%的学生认为科研教学很有必要开展,38.86%的学生表示非常愿意参与
随着我国经济社会的不断发展,教育在国家战略中的位置也在日益凸显,良好的教育能够为国家培养大批高素质的人才,支持国家的现代化建设。高中地理作为高中阶段的关键科目之一,在我国教育改革的背景之下也在探索新型的教学方法和理论,情境教学法作为近年来成果显著的新型教学方法,在教育改革的背景下为高中阶段的地理教学改革提供了新的思路。本文通过对情境教学法在高中地理教学中的运用进行研究,以期能够为相关领域做出贡献。
对经济活动进行事前计划、管理和控制的预算会计,形式上表现为投入—产出预算,本质是资源配置核算。对经济活动过程和结果进行系统记录、计算和反馈的财务会计,形式上表现为成本—收益核算,本质是交换价值核算。预算会计和财务会计在会计目标、会计阶段、会计内容和会计形式上具有显著的差异性,而统一的经济活动过程、内在一致的核算目标、相同的初始投入,又使预算会计和财务会计具有高度的互补性。不完全信息和认知偏差导致预
当前,大气污染已成为新时期环境检测的重点内容。基于此,本文以环境监测为切入点,并结合大气污染治理的相关策略及实施方案进行了探讨。在实际大气污染治理工作中,科学有效的环境监测,能有效提升大气污染治理的效果。同时,打造持续性的监督和服务体系,可全面提升监测质量,而打造多要素评价标准以及监测指标,落实好源头控制,以及构建全过程监测体系,能有效实现大气污染防控,这对于我国的环境保护以及绿色产业建设有一定促
培养科研创新人才是高校医学教育改革的目标。目前我国部分高校科研人才培养方式线性单一,培养模式禁锢。本研究在科教融合的视角下提出“理论教学—实验培训—创新课题”三阶段递进式人才培养模式,对35名医学本科生采用该培养模式发现学生的学科前沿知识、科研实验能力、创新能力、科研综合素养4项科研创新能力和课程考试成绩以及科研产出成果与实验组学生相比均有所提高,该培养模式不仅是科学研究和教学的有机结合,也实现了
数学知识的核心在于解决问题,学习数学知识和理论的最终目标也是为解决实际问题而服务。因此,解决问题的策略在学生数学能力的养成中占有非常重要的地位。解决问题,就是运用知识和经验探索未知,不仅能够引导学生建立学习能力,更加能够促使他们灵活应用。因此,在小学数学教学过程中,教师应当积极探索解决问题的策略,从多样的角度帮助学生建立多元思维,帮助他们有效解决问题,塑造出高效的数学课堂。
自中美发生贸易摩擦以来,我国A股市场呈下跌趋势。该文选取贵州百灵企业集团制药股份有限公司2015—2019年的相关财务数据和市场数据作为研究基础对贵州百灵股票进行分析。对贵州百灵的历史财务数据进行纵向对比,选取出同行业实力相近的公司进行横向对比,分别采用现金流贴现法和市盈率法对处于中美贸易摩擦背景下的贵州百灵进行估值。两种方法得出的估值结果都低于市价,值得投资者警惕。
随着上海市汽车保有量迅速增加,带来了一系列的停车难问题,因此通过科学合理的静态交通综合治理方案,切实缓解城市停车矛盾难题刻不容缓。文章分析了上海市停车难矛盾的关键原因,探讨了停车难治理的主要思路,从内部挖潜增建、外部规划新建、制定规约标准、数字科技赋能、建立工作机制等多个维度,研究停车难综合治理方案。最后以徐汇区凌云新村、长宁区延安中学为例,介绍了上海市停车难综合治理的具体实践和经验总结。