新型三明治结构聚二甲基硅氧烷/聚偏氟乙烯-纳米Ag线/聚二甲基硅氧烷柔性应变传感器的制备与性能

为了提升柔性应变传感器性能，采用静电纺丝技术制备聚偏氟乙烯(PVDF)静电纺丝膜后，将自制纳米Ag线(AgNWs)抽滤在PVDF静电纺丝膜表面，作为导电层。采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)对导电层进行双面固化，制备了系列导电层中不同AgNWs含量的新型三明治结构的PDMS/PVDF-AgNWs/PDMS柔性应变传感器，并对其性能进行表征和分析。结果表明，静电纺丝膜的引入明显改善了PDMS/PVDF-AgNWs/PDMS柔性应变传感器的各项性能，减少了滞后现象，增加了传感器的灵敏度和可重复性，并大幅提升了使用寿命。当导电层中AgNWs质量为 0.030 g，应变达到10%时，PDMS/PVDF-AgNWs/PDMS柔性应变传感器灵敏度的传感系数可达143.85。对PDMS/PVDF-AgNWs/PDMS柔性应变传感器进行30天可重复试验后，在设定位移为5 mm、每天拉伸20次的条件下，PDMS/PVDF-AgNWs/PDMS柔性应变传感器的初始电阻值仅比初次试验时增加了约2 Ω，较最大位移时的电阻值可忽略不计。      

Ag纳米颗粒修饰(K0.5Na0.5)NbO3/PVDF柔性压电能量收集器及其性能

将机械能转换为电能的压电能量收集器可为便携式可穿戴电子器件提供持续、独立的供电方案，促进柔性电子技术向智能化、集成化、多功能化方向发展。本文采用光还原法制备了Ag纳米颗粒修饰的铌酸钾钠(KNN)颗粒并将其与聚偏氟乙烯(PVDF)复合，得到Ag-KNN/PVDF压电复合薄膜。采用热压法在两层PVDF中复合Ag-KNN/PVDF薄膜，得到三明治结构的柔性复合压电薄膜(PAKP)及压电柔性能量收集器。研究结果表明：当Ag摩尔分数为1%时，PAKP柔性复合薄膜的极性β相最大，且压电输出性能最佳，输出电压可达6.39 V，是无Ag修饰样品的1.43倍，器件的最大瞬时功率为150.5 nW。经过3 000次循环测试后，器件的电压输出幅度无明显变化。将其固定于自行车车架上，收集自行车行进中的机械能可使220 nF电容在200 s内充电至1.2 V，表明其在低功耗电子器件自供电领域具有良好的应用前景。     

PU/AgNWs/PDMS弹性导电复合材料的制备及性能研究

通过在预拉伸、经多巴胺改性处理的聚氨酯(PU)薄膜表面喷涂银纳米线(AgNWs),再用聚二甲硅氧烷(PDMS)固化处理得到了性能优良的PU/AgNWs/PDMS弹性导体。研究了PU/AgNWs/PDMS弹性导体在拉伸、弯曲形变下的电学性能。结果表明:经多巴胺改性处理的PU薄膜对AgNWs的吸附性能增强。所制备的PU/AgNWs/PDMS弹性导体在未形变下的电阻约为0.91Ω,1000次拉伸试验后导体在0%~20%拉伸形变范围内电阻变化很小(6%)。PU/AgNWs/PDMS弹性导体经过1000次的弯曲循环后电阻值未增加。     

纳米银线柔性导电薄膜的抗菌性分析及毒性评估

随着柔性导电薄膜应用发展到材料医学领域,其抗菌性和生物安全性的研究就显得尤为重要,目前却鲜有报道。研究目的是探究银纳米线柔性导电薄膜的抗菌性能及细胞毒性。首先,通过多元醇还原法制备了纳米银线(AgNWs);借助凹槽模具,采用喷涂法制备了AgNWs含量不同的柔性导电薄膜并探究了其对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Stephylococcus aureus)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的抗菌作用以及其银释放规律和对人真皮成纤维细胞的细胞形态影响。结果表明制得的纳米银线/聚二甲基硅氧烷(AgNWs/PDMS)柔性导电薄膜对以上3种致病菌的抗菌效果明显,对人真皮成纤维细胞形态无明显影响且细胞毒性在(0～1级)安全范围内。     

新型AgNWs/PVDF电磁屏蔽材料的制备及性能研究

采用改进的多元醇水热法制备银纳米线(AgNWs),并以PVDF为基体采用溶液析出共混和热压技术制备AgNWs/PVDF复合材料.利用扫描电子显微镜对AgNWs的形貌和复合材料断面进行表征,发现AgNWs在复合材料中分布均匀.采用阻抗分析仪和四探针测试仪对复合材料的交流电导率和直流电导率进行测试,银纳米线含量越高,AgN...     

还原氧化石墨烯基纳米银线透明导电薄膜研究进展

透明导电薄膜已广泛应用于印刷电子领域,传统的透明导电薄膜氧化铟锡（ITO）因其高脆性低柔韧性而不能满足高速发展的柔性电子行业;纳米银线（AgNWs）和石墨烯均具有良好光学性能、导电性能以及机械性能,使其能成为制备透明导电薄膜的理想材料。综述了近年来还原氧化石墨烯（rGO）基AgNWs透明导电薄膜的研究进展。介绍了柔性导电薄膜的关键参数及rGO/AgNWs透明导电薄膜的成膜工艺;归纳了影响rGO/AgNWs透明导电薄膜光电性能的主要因素和相关研究;阐述了rGO/AgNWs透明导电薄膜在印刷电子领域的应用现状,并展望了rGO/AgNWs透明导电薄膜的未来发展趋势。     

银纳米线透明导电薄膜的制备及其性能优化

随着柔性光电子技术的不断发展,传统的脆性氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜材料已不能满足应用要求。银纳米线(Ag nanowires, AgNWs)透明导电薄膜因具有优异的导电性、透光性和机械性能,在柔性光电子器件中将具有广阔的应用前景。首先总结了AgNWs透明导电薄膜的成膜工艺方法,包括迈耶尔棒涂法、喷涂法、卷对卷涂布法、真空抽滤法和印刷法等。然后,从提高AgNWs透明导电薄膜的光电性能、稳定性、机械性能和与基材的附着力4个方面出发,介绍了各种性能优化处理工艺。最后,展望了AgNWs透明导电薄膜制备及性能优化的未来发展方向。     

柔性极板电容式液位传感器的研究和应用

目的 为了解决传统硬质极板电容式液位传感器在曲面容器上性能不佳的问题.方法 从寄生电容的基本原理出发,研发一种可以包覆于圆柱面容器的柔性极板电容式液位传感器,建立液位与电容量间的数学关系,完成相应的软、硬件设计,通过STM32与柔性极板电容式液位传感器之间的I2C通信,实现液位传感器的在线水位检测,完成传感器性能测试实验,包括线性度、重复性、迟滞特性,并提出一种基于该传感器的流量测量方法.结果 该传感器工作稳定,具有良好线性度,重复性误差为2.70％,在有效测量范围的迟滞特性参数都小于1.69％.结论 该柔性极板电容式液位传感器安装使用便捷、与容器外壁贴合度较好,且测量结果不受容器水平横截面积、待测液体成分的限制,可以实时监测连续液位的变化.制作的传感器可以用在直径20 mm和更小的待测容器上,也可用作微小流量测量.     

银纳米线薄膜化学焊接工艺

目的为解决银纳米线(AgNWs)薄膜应用中存在较高节点电阻的问题,在不改变AgNWs薄膜透过率的条件下,利用卤化盐对AgNWs薄膜进行化学焊接,以降低AgNWs薄膜的表面方阻,并提高AgNWs薄膜的耐弯折性能。方法通过化学焊接方式对AgNWs薄膜进行改性处理,分析AgNWs薄膜化学焊接工艺的相关参数。如化学焊接试剂的选择,盐浴时间的优化,以及AgNWs墨水添加不同比例的PVA对其薄膜化学焊接效果的影响。结果研究得到最佳AgNWs薄膜化学焊接工艺,在AgNWs墨水中添加2份PVA,摇匀后涂布成膜,将AgNWs薄膜在质量分数为10%的NaCl溶液中浸泡60 s,用纯水反复清洗3次,每次10 s,之后用氮气吹干。化学焊接后,AgNWs薄膜的方阻下降了35.1%,方阻均匀性为9.0%。结论AgNWs薄膜经过化学焊接后,薄膜方阻和均匀性得到优化,光学性能保持不变,且外观良好,为其在柔性显示和电磁屏蔽领域应用奠定了技术基础。     

基于多向冷冻法制备的高灵敏度柔性电容式压力传感器

近年来柔性电容压力传感器因兼具优异的力学性能和良好的灵敏性，广泛应用于医学诊断、电子皮肤、人工智能等重要领域。本文围绕提升电容式柔性传感器的灵敏度为目标，设计了一种基于多向冷冻工艺构筑的三维交联网络结构多壁碳纳米管(MWCNTs)/聚二甲基硅烷(PDMS)海绵为介质层的柔性电容式压力传感器，并对该传感器的制造过程、传感机制、响应性能和人体适用性进行表征。结果表明：通过多向冷冻法可成功构建三维网络结构MWCNTs/PDMS海绵介质层，且此介质层组装的柔性电容式压力传感器具有较高灵敏度(～1.94 kPa^-1)、低检测限(～4 Pa)、快响应时间(～250 ms)、良好稳定性及人体适用性。该柔性传感器在可穿戴电子产品中具有良好的应用前景。     

Flexible conductor fabrication via silver nanowire deposition on a polydopamine-modified pre-strained substrate

We fabricated a flexible conductor by depositing silver nanowires (AgNWs) on the surface of pre-strained polydopamine-modified polyurethane (PU) film. The polydopamine layer on the PU film created a highly hydrophilic surface that enhanced AgNWs adhesion to the PU film. When the pre-strained film was released, the PU film surfaces formed a uniformly buckled conductive layer. After embedding this substrate in polydimethylsiloxane (PDMS), a PU/AgNWs/PDMS flexible conductor was obtained. This flexible conductor can adapt to stretching (up to 20 % strain) and bending (3 mm bending radius) with slight changes in resistance, which was maintained at ~0.95 Ω after 1000 cycle tests. The resistance of the flexible conductor was 5.4 Ω under mechanical elongation of up to ~50 %, further demonstrating its obvious stretchable characteristics. Wavy AgNWs film-based stretchable conductors fabricated using a simple buckling approach could play an important role in the future development of flexible electronics.     

基于电容检测MEMS磁传感器的设计与制作

为实现微型化、低功耗、低成本和高灵敏度的磁传感器,提出了一种基于微型磁扭摆结构的磁传感器,并利用对角度变化非常敏感的差分电容检测技术对磁扭摆的扭转角度进行检测．设计的磁传感器包括微扭摆结构、磁性敏感薄膜和差分检测电容等部分．分析了器件的磁敏感原理和电容检测原理,给出了器件的结构参数和综合设计考虑．利用体硅加工工艺成功制作出了磁传感器样品,并进行了实验测试．测试结果表明磁传感器有良好的线性度和重复性,其磁场检测的电容灵敏度可达到0．2fF／Gauss．根据对磁传感器的热噪声分析,可得到磁传感器最小可分辨的磁场为6．72μT．该磁传感器结构简凑、工艺简单,无需电流激励,大大降低了磁传感器功耗．     

A switched-capacitor interface for capacitive pressure sensors

A switched-capacitor interface for a capacitive pressure sensor is developed which provides a linear digital output. It consists basically of a sample/hold circuit followed by a charge-balancing analog-to-digital converter. The sensor capacitance changes hyperbolically with an applied pressure. To convert the nonlinear capacitance change into the linear digital output, two linearization methods are investigated. In either method, a linear digital output with an accuracy higher than 8-b is obtained. Because of its high-accuracy capability and compatible fabrication process, the interface described is best suited for a smart silicon capacitive pressure sensor     

高性能BaTiO_3/PVDF介电复合材料及其薄膜电容器应用

选用柔性高分子材料聚偏氟乙烯（PVDF）作为基体,纳米钛酸钡陶瓷（BaTiO3）作为填充相,采用简单的溶液共混以及流延工艺制备BaTiO3/PVDF薄膜。通过SEM观察了复合材料体系的微观结构,研究了BaTiO3/PVDF介电复合材料的介电性能。把所制备的BaTiO3/PVDF复合材料薄膜（70mm×30mm×25μm...     

通过阵列传感器获取固定板声辐射模态伴随系数

以固定支撑板为例,提出一种阵列式压电式传感器的设计方法测量前三阶声辐射模态幅值.在振动板表面布置一组形状相同的矩形PVDF(Polyvinylidene fluoride聚偏氟乙烯)薄膜作为传感器,根据所需要的声辐射模态伴随系数,通过对PVDF传感器阵列输出信号设计的加权系数,使PVDF传感器阵列输出信号为相应的声辐射模态伴随系数.结果表明这种PVDF传感器阵列设计与外激励力性质(如激励力类型、频率以及位置)无关,而且适用任意边界条件板结构.     

A switched-capacitor interface for capacitive sensors with widedynamic range

A novel switched-capacitor interface for capacitive sensors has been developed based on a dual-slope analog-to-digital (A/D) conversion technique. The interface consists of a switched-capacitor integrator, a comparator, and digital circuits. The integrator first samples the sensor capacitance in the form of its proportional charge. A quantized reference charge is then extracted until the output voltage of the integrator becomes zero. An autoranging function is incorporated to achieve a wide dynamic range of sensor capacitance by changing the sampling count in a 2's geometric manner. A prototype interface built using discrete components has demonstrated a capacitance measurement over four decades with an accuracy better than 1%     

化学浴沉积法制备防污自洁聚偏氟乙烯膜

基于"荷叶效应"原理,利用聚偏氟乙烯(PVDF)涂膜构筑微米结构,氧等离子体诱导化学沉积法构筑纳米结构。采用接触角测量仪、原子力显微镜及X光电子能谱仪等研究了PVDF膜表面的微结构及化学组成与疏水性能的关系。结果显示,PVDF溶液涂膜后可形成直径8μm的微球,甲基三氯硅烷修饰的PVDF膜与水的接触角为157°;二甲基二氯硅烷/甲基三氯硅烷混合液修饰的PVDF膜的表面接触角为155°,滚动角2°;集灰实验证明,两种修饰方法制备的PVDF膜均具有良好的防污自洁性能。     

Versatile Electronic Textile Enabled by a Mixed-Dimensional Assembly Strategy

Electronic textiles (e-textiles) hold great promise for serving as next-generation wearable electronics owing to their inherent flexible, air-permeable, and lightweight characteristics. However, these e-textiles are of limited performance mainly because of lacking powerful materials combination. Herein, a versatile e-textile through a simple, high-efficiency mixed-dimensional assembly of 2D MXene nanosheets and 1D silver nanowires (AgNWs) are presented. The effective complementary actions of MXene and AgNWs endow the e-textiles with superior integrated performances including self-powered pressure sensing, ultrafast joule heating, and highly efficient electromagnetic interference (EMI) shielding. The textile-based self-powered smart sensor systems obtained through the screen-printed assembly of MXene-based supercapacitor and pressure sensor are flexible and lightweight, showing ultrahigh specific capacitance (2390 mF cm⁻²), robust areal energy density (119.5 µWh cm⁻²), excellent sensitivity (474.8 kPa⁻¹), and low detection limit (1 Pa). Furthermore, the interconnected conductive MXene/AgNWs network enables the e-textile with ultrafast temperature response (10.4 °C s⁻¹) and outstanding EMI shielding effectiveness of ≈66.4 dB. Therefore, the proposed mixed-dimensional assembly design creates a multifunctional e-textile that offers a practical paradigm for next-generation smart flexible electronics.