發(fā)布時(shí)間：2023-08-04 19:45

　　近年來(lái),隨著智能化技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,各種可以追蹤佩戴者的身體運(yùn)動(dòng)、溫度、血糖、心率等日常活動(dòng)和生理健康的智能可穿戴傳感設(shè)備層出不窮。水凝膠是一種結(jié)構(gòu)類似于天然生命組織的軟材料,性能柔軟、可拉伸、具有良好的生物相容性。因此,水凝膠作為下一代柔性可穿戴設(shè)備的載體而受到了廣泛關(guān)注。但是,傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)的水凝膠通常力學(xué)性能較差,并且缺乏粘附性、自愈合性等綜合性能,這將無(wú)法滿足可穿戴設(shè)備的需求。基于以上問題,本論文研發(fā)了多種高拉伸、抗疲勞、自愈合、自粘性、導(dǎo)電等多功能的水凝膠,并對(duì)其作為柔性傳感器的應(yīng)用做了詳細(xì)研究,具體研究分為以下幾個(gè)部分:第一,在這一部分工作中,以丙烯酰胺(AAm)、甲基丙烯酸十二烷基酯(LMA)為單體,二氧化硅-聚丙烯酸丁酯(SiO₂-g-PBA)核殼雜化乳液粒子(HLPs)為疏水締合中心,制備了一種HLPs物理交聯(lián)的水凝膠。在外力作用下,HLPs物理交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)可以通過破壞和重組來(lái)耗散大量能量,從而賦予水凝膠優(yōu)異的機(jī)械性能,例如低模量、高拉伸性、快速自恢復(fù)性。另外,LiCl的添加使得水凝膠具有優(yōu)異的導(dǎo)電性,并且導(dǎo)電性可以隨著形變的變化發(fā)生快速的改變。...

【文章頁(yè)數(shù)】：132 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 柔性可穿戴傳感器
    1.2 柔性應(yīng)變傳感器
        1.2.1 電阻型應(yīng)變傳感器及其應(yīng)用
        1.2.2 柔性應(yīng)變傳感器的優(yōu)勢(shì)與局限性
    1.3 水凝膠材料及其在柔性傳感器方面應(yīng)用
        1.3.1 水凝膠材料簡(jiǎn)介
        1.3.2 高強(qiáng)韌水凝膠材料
        1.3.3 水凝膠在可穿戴傳感設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.3.4 水凝膠在可穿戴設(shè)備應(yīng)用中的局限性
    1.4 本論文的設(shè)計(jì)思想與主要內(nèi)容
第2章 雜化乳液粒子物理交聯(lián)水凝膠的性能及應(yīng)用
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
        2.2.2 核殼雜化乳液粒子(HLPs)物理交聯(lián)的水凝膠的制備
        2.2.3 水凝膠的測(cè)試與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 雜化乳液粒子的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 水凝膠的形成
        2.3.3 水凝膠的拉伸性能
        2.3.4 水凝膠的恢復(fù)性能
        2.3.5 水凝膠的壓縮性能
        2.3.6 水凝膠的應(yīng)變傳感性
        2.3.7 水凝膠的壓力傳感性
        2.3.8 水凝膠基可穿戴傳感器用于人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)
    2.4 小結(jié)
第3章 基于雙物理交聯(lián)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的性能及應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
        3.2.2 HPAAm-HLPs/Alginate-Ca²⁺雙物理交聯(lián)DN水凝膠的制備
        3.2.3 HPAAm-HLPs/Alginate-Ca²⁺雙物理交聯(lián)DN水凝膠的測(cè)試與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 HPAAm-HLPs/Alginate-Ca²⁺雙物理交聯(lián)DN水凝膠的力學(xué)性能
        3.3.2 HPAAm-HLPs/Alginate-Ca²⁺雙物理交聯(lián)DN水凝膠的恢復(fù)性
        3.3.3 水凝膠的應(yīng)變傳感性及其在應(yīng)變傳感器的應(yīng)用
    3.4 小結(jié)
第4章 基于雜化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的自愈合、自粘性、導(dǎo)電水凝膠的制備及應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
        4.2.2 HPAAm/CS-c-MWCNT雜化交聯(lián)水凝膠的制備
        4.2.3 HPAAm/CS-c-MWCNT雜化交聯(lián)水凝膠的測(cè)試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 水凝膠的形成
        4.3.2 雜化水凝膠的力學(xué)性能
        4.3.3 雜化水凝膠的自粘合性
        4.3.4 雜化水凝膠的應(yīng)變傳感性
        4.3.5 雜化水凝膠基應(yīng)變傳感器用于人體運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)
        4.3.6 水凝膠的自愈合性能
    4.4 小結(jié)
第5章 氧化石墨烯增強(qiáng)抗凍、防干、導(dǎo)電水凝膠的制備及應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
        5.2.2 PAA/CS/GO/Gly水凝膠的制備
        5.2.3 PAA/CS/GO/Gly水凝膠的測(cè)試與表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 PAA/CS/GO/Gly水凝膠的形成
        5.3.2 水凝膠的機(jī)械性能
        5.3.3 水凝膠的導(dǎo)電性
        5.3.4 水凝膠的應(yīng)變傳感性
        5.3.5 水凝膠應(yīng)變傳感器的應(yīng)用
        5.3.6 水凝膠的防凍性能
        5.3.7 水凝膠的抗干性能
        5.3.8 水凝膠的自愈合性
    5.4 小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
攻讀博士學(xué)位期間研究成果



本文編號(hào)：3838885