基于pedot:pss/ag nw的可拉伸應(yīng)變傳感器
可拉伸的應(yīng)變傳感器,,在可穿戴器件,、健康檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)模擬器、軟性機(jī)器人,、電子皮膚,、各種y療應(yīng)用中起著重要作用。這些應(yīng)用常常要求其在各種觸摸拉伸等應(yīng)變下,,導(dǎo)電聚合物公司,,能夠準(zhǔn)確且---地探測(cè)到應(yīng)變。低---性和靈敏度以及窄的感應(yīng)范圍---了其進(jìn)一步發(fā)展,。
中國(guó)k學(xué)院寧波材料所葛子義研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合香港理工大學(xué)嚴(yán)鋒課題組,,研發(fā)出一種具有寬可拉伸范圍、高靈敏度,、高---性等功能特性的柔性可拉伸應(yīng)變傳感器,,并成功實(shí)現(xiàn)對(duì)人體運(yùn)動(dòng)行為的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確---監(jiān)測(cè)。
器件---指彎曲的梯度響應(yīng)循環(huán)三次,;器件在0,?50%拉伸下的應(yīng)變響應(yīng)
該團(tuán)隊(duì)成員樊細(xì)副研究員和香港理工大學(xué)王乃祥等利用新型的轉(zhuǎn)移?印刷方法制備了高導(dǎo)電的pedot:pss/agnw雜化透明薄膜,。x酸處理的pedot:pss表現(xiàn)了高的導(dǎo)電性導(dǎo)電率σ=3100scm,?1。然后通過液體pdms固化輔助轉(zhuǎn)移,?印刷方法,,將pedot:pss/ag nw材料從玻璃襯底上轉(zhuǎn)移?印刷到彈性的pdms薄膜,,從而得到了pedot:pss/agnw被包覆的pdms可拉伸的應(yīng)變傳感器,。利用pedot:pss/agnw/pdms的包覆結(jié)構(gòu)以及界面之間強(qiáng)的粘附性,導(dǎo)電聚合物出售,,提高器件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性,,這有利于提高應(yīng)變響應(yīng)的---性。另外,,盡管少量的ag nws在拉伸過程中會(huì)斷裂,,但是x酸處理的高導(dǎo)電的pedot:pss能夠補(bǔ)償agnws的導(dǎo)電性的下降;這種雜化的薄膜提供了多條導(dǎo)電通道,有利于載流子的傳輸和電荷收集,,導(dǎo)電聚合物廠家,,從而增強(qiáng)了器件響應(yīng)的---性。
為了進(jìn)一步闡明氟離子添加劑在pedot:pss薄膜中的作用機(jī)制,,研究人員首先對(duì)pedot:pss薄膜的構(gòu)象進(jìn)行分析,。通過原子力顯微鏡結(jié)果可以觀測(cè)到氟離子的添加促進(jìn)了pedot和pss二者相分離,從而形成明顯的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu),。通過掠入射廣角x射線散射分析發(fā)現(xiàn),,添加劑引入后導(dǎo)電高分子的堆疊和結(jié)晶性均---增強(qiáng),從而解釋了網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的形成,。至此,,氟離子添加劑可以---原始pedot:pss的毛線團(tuán)纏繞結(jié)構(gòu)發(fā)生相分離,形成更有利于電荷傳輸和透光的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu),。
導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理
聚合物分子導(dǎo)電應(yīng)具備的---條件是:分子鏈應(yīng)該是一個(gè)大竹共軛體系(共軛雙鍵或共軛與帶有未成鍵p軌道的雜原子n,、s等偶合)與金屬導(dǎo)電需要自由電子和供電子運(yùn)動(dòng)的軌道一樣,聚合物的導(dǎo)電也需要有電荷載體和可供電荷載體自由運(yùn)動(dòng)的分子軌道,,湖南導(dǎo)電聚合物,由于大多數(shù)聚合物本身不具有電荷載體,,導(dǎo)電聚合物的所必需的電荷載體是由”摻雜”過程提供的,。關(guān)于摻雜后導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理,目前比較成熟的觀點(diǎn)可用下圖(二)加以簡(jiǎn)要說明,。
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