【摘 要】
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近年来,随着互联网,无线技术和柔性电子学的不断进步,各种新型柔性可穿戴的传感器得到了广泛应用。本文根据目前柔性传感器的研究现状,构建了具有超高灵敏度,响应快速的柔性
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近年来,随着互联网,无线技术和柔性电子学的不断进步,各种新型柔性可穿戴的传感器得到了广泛应用。本文根据目前柔性传感器的研究现状,构建了具有超高灵敏度,响应快速的柔性、可降解三明治结构压力传感器和具有良好稳定性的柔性湿度传感器。具体工作如下:1.通过将浸渍MXene的多孔薄纸夹在生物降解性聚乳酸(PLA)薄膜和叉指电极涂覆的PLA薄膜之间制成三明治结构压力传感器。探究了MXene浓度,封装层PLA厚度以及不同类型纸下传感器的压敏性能。之后将其应用到人体穿戴上进行了脉搏,吞咽,咀嚼等一系列运动测试。结果表明该传感器具有高灵敏度,宽检测范围(10.2 Pa-30 kPa),快的响应速度(11 ms),低的检测限(10.2 Pa),10000次以上的循环再现性。此外,压力传感器可以组装成电子皮肤,用于实时空间触觉刺激映射和无线数据传输。体外降解和细胞毒性评估证实该传感器是可生物降解和生物相容的,这进一步突出了该压力传感器应用于个人健康监测,临床诊断和下一代人造皮肤中的巨大潜力。2.将液相剥离方法制备的黑磷(BP)刷涂在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)叉指电极上,制备得到柔性湿度传感器。探究了该传感器的最佳工作频率、在11%-95%湿度下的阻抗变化、响应恢复时间以及循环稳定性等性能。结果表明该湿度传感器具有大的数量级变化(三个数量级)和快速响应恢复时间(12 s和37 s)。并且我们的器件具有很好的灵活性,在不同弯曲半径下性能基本保持稳定。此外,本湿敏器件可以用于检测人体在运动前后呼吸频率和呼吸强度,并且经蓝牙与手机连接实时、远距离进行无线传输,这证实了柔性传感器在呼吸暂停综合症等健康医疗领域的适用性。
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