發(fā)布時間：2022-01-12 22:57

　　人體皮膚感知系統(tǒng)通過多種受體傳感器可以將外界的多重刺激（如溫度、濕度、光等）轉化為神經脈沖信號,從而引發(fā)不同的生理反應,實現(xiàn)對周圍環(huán)境的精準感知。近年來,具有類皮膚感知非接觸式刺激信號能力的柔性電子器件,由于其在遠程安全、健康檢測、義肢以及智能機器人等領域擁有巨大的實際應用潛力,受到了越來越多的關注。實現(xiàn)非接觸式感知能力的核心是開發(fā)無需直接接觸即可對諸如水分、溫度等刺激做出敏感響應的材料。迄今為止,氧化石墨烯,過渡金屬二硫化物以及多層金屬箔等材料已經被用來制造非接觸式傳感器件。然而,這些材料本征不可拉伸且制備繁瑣,從而難以滿足實際需求。因此,如何開發(fā)具有高度可延展性、高靈敏性的非接觸式傳感器件,實現(xiàn)仿皮膚多功能感知仍然是一項極具挑戰(zhàn)性的研究難題。聚（3,4-乙烯二氧噻吩）:聚（苯乙烯磺酸鹽）（PEDOT:PSS）導電高分子由于其可溶液加工、結構易調、離子/電子導電以及多重刺激響應能力等優(yōu)勢,使得其成為開發(fā)新一代非接觸式傳感器件的理想材料。盡管如此,其本征脆性結構以及較差的傳感性能成為其進一步應用的瓶頸。本論文中,我們使用了非常簡單的溶劑揮發(fā)誘導自組裝的方法,在羧基丁苯乳膠（XSB la... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）—些導電高分子的化學結構；（ｂ）導電高分子的導電率與其他材料的比較??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?（?

?第一章緒論???息相關。??過去幾十年中，對于導電高分子的研宄與日俱增，其種類層出不窮，應用領??域逐漸擴大，其原因可以歸結為：一，共軛結構賦予了導電高分子類似金屬??的性質，如優(yōu)秀的電學、磁學和光學特性；二，其兼具聚合物的性質，如優(yōu)異的??機械性能、可加工性、低成本等；三，導電高分子可以從分子層面進行設計，與??眾多物質形成復合材料，從而使得性能達到互補。借助于這些優(yōu)勢，導電高分子??得以在電子皮膚，柔性電極，生物傳感器，能量收集與存儲和軟體機器人等領域??受到廣泛的青睞（如圖１．２）［｜＆２；�。�。??Ｎｅｒｕａｌ?Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ??＾?＂―?＾?ｗＢＢＳｔｔ??Ｃｈｅｍｉｃａｌ?Ｓｅｎｓｏｒ?Ｔｉｓｓｕｅ?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ??—ＣＰＴ：?膠麗??Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ?ＯＬＥＤ??修騙＾??Ｓ?７％??Ｓｏｆｔ?Ｒｏｂｏｔ??圖１．２導電高分子材料的應用概述??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?ｐｏｌｙｍｅｒｓ．??１．３?ＰＥＤ０Ｔ：ＰＳＳ基本概述??１．３．?１?ＰＥＤ０Ｔ：ＰＳＳ的研究起源??在導電高分子的領域中，最受研究者青睞的要數(shù)聚噻吩家族。這主要是因為??聚噻吩的能壘是常見導電高分子里面最低的，大概在２．０?ｅＶ，而其他的常見導電??３??

ｅＶ），使得電導率得到進一步提升［２５］。然而，如同常見的導電高分子一樣，本征??態(tài)的ＰＥＤＯＴ材料在水中溶解性很差，很大程度上限制了?ＰＥＤＯＴ在不同領域中??的使用。造成其溶解性問題一方面是由于聚合的小分子是疏水性的，另一方面則??是因為導電高分子的分子量比較高，導致聚合物親水性非常差。利用單體ＥＤＯＴ??和親水性高分子聚對苯乙烯磺酸根（ＰＳＳ〇以一定比例混合進行聚合反應，可以得??到穩(wěn)定的聚（３，４－乙撐二氧噻吩）／聚對苯乙烯磺酸（？￡００１＾５５）深藍色微分散水溶??液（如圖１．３）。其中ＰＳＳ的作用是：１）作為摻雜態(tài)ＰＨ）ＯＴ的電荷平衡來源；２）通??過庫侖相互作用，增加ＰＥＤＯＴ的水溶性，從而形成均勻穩(wěn)定的水相分散液［２６］。??隨著溶解性問題的解決，ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ迅速成為導電高分子領域最閃亮的明星材??料，受到海內外研究工作者的廣泛青睞。??ａ?ｂ?／／?一ｐｓｓ??６６６６６?，、￣ＰＥＤＯＴ??Ｓ〇３?Ｓ〇ＪＨ?Ｓ０，Ｈ?ｓｏ３ｈ?ｓｏ３??／ＱｃＪ?＾??ｖ＿／??圖１．３ＰＥＤ０Ｔ：ＰＳＳ的（ａ）化學結構式和（ｂ）示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?（ａ）?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ａｎｄ?（ｂ）?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ．??１．３．?２?ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ?特性概述??首先，ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ材料具有突出的機械特性。深藍色的ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ，可以??通過簡單而多樣的成膜方式如旋涂、滴涂、噴涂、打英印刷以及抽濾等，制備??高質量的薄膜。無論使用何種基底材料如玻璃或者塑料，薄膜均具有高度的均一??性和光滑度（粗糙度小于２?ｎｍ），非常有利于其在發(fā)光器件或


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