准备CNT/CNF/PDMS/TPU纳米纤维导电薄膜,使用离心旋方法制备应变传感器

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 聚合物科学 聚合物科学

背景情况:

• 灵活的导电薄膜对于应变传感器至关重要,但往往缺乏导电性,灵活性和耐久性的平衡.
• 现有的材料在恶劣的环境中难以发挥作用,限制了传感器应用.

研究的目的:

• 制造新的灵活导电薄膜,以增强应变传感器的性能.
• 调查碳纳米管 (CNT) 和碳纳米纤维 (CNF) 比率对薄膜性能的影响.
• 评估这些薄膜对于可穿戴电子应用的适用性.

主要方法:

• 使用离心制造的热塑性聚氨 (TPU) 纳米纤维基板的制造.
• 通过超声波分散和浸将CNT和CNF纳入导电填充剂.
• 用聚甲基 (PDMS) 修改表面,以提高疏水性和耐腐蚀性.
• 优化CNT:CNF比率,TPU度和PDMS wt%的优化,以获得更优质的薄膜性能.

主要成果:

• 最佳的薄膜组成 (1:1 CNT:CNF比率,20% TPU,2% PDMS) 实现了高电导率 (31.4 S/m).
• 观察到异常的机械性能,包括217.5%的断裂延长和稳定的拉伸循环超过800个周期在20%的应变.
• 这些片在附着在人体各个部位时,表现出有效的应变感应能力,对关节和胸部运动做出反应.

结论:

• 开发的基于纳米纤维的柔性导电薄膜为高性能应变传感器提供了有前途的解决方案.
• 该制造方法为可穿戴电子产品创造了耐用,灵活和导电材料的途径.
• 这些电影显示了将其集成到用于健康监测和人类运动跟踪的先进传感器系统中的巨大潜力.