【摘 要】
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压力传感器在可穿戴设备和电子皮肤等领域具有非常广阔的应用前景。为了满足实际应用的需要,压力传感器需具有高灵敏度、低检测限和低成本等优点。本论文研究一种基于聚吡咯(P
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压力传感器在可穿戴设备和电子皮肤等领域具有非常广阔的应用前景。为了满足实际应用的需要,压力传感器需具有高灵敏度、低检测限和低成本等优点。本论文研究一种基于聚吡咯(PPy)薄膜三级嵌套皱纹结构的压力传感器。首先利用溶液原位沉积法在聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性基底上制备了具有两尺度皱纹结构的PPy薄膜,随后利用加热诱导法制备了具有三级嵌套皱纹结构的PPy薄膜。此处详细研究了PDMS基底厚度和PPy聚合反应时间对具有两尺度皱纹结构的PPy薄膜表面形貌和相应压力传感器灵敏度的影响,确定了最佳的PDMS基底厚度和PPy聚合反应时间。随后我们研究了加热诱导效应对具有三级嵌套皱纹结构的PPy薄膜的表面形貌、表面电阻率和相应的压力传感器灵敏度的影响。由于具有三级嵌套皱纹结构的PPy薄膜具有刺激响应能力和自适应能力,该基于PPy薄膜三级嵌套皱纹结构制备的压阻式压力传感器具有超高的灵敏度(19.32 kPa-1),极低的检测下限(1 Pa),超快的响应和松弛时间(20 ms和30 ms),极好的耐久性和稳定性(超过1000个循环)。此外,在本论文中,该压力传感器在可穿戴电子领域(例如,脉冲检测和语音识别)和微电路控制等领域也有很好的应用前景。
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