基于pedot:pss/ag nw的可拉伸應變傳感器
可拉伸的應變傳感器,在可穿戴器件、健康檢測和運動模擬器、軟性機器人、電子皮膚、各種y療應用中起著重要作用。這些應用常常要求其在各種觸摸拉伸等應變下,導電聚合物公司,能夠準確且---地探測到應變。低---性和靈敏度以及窄的感應范圍---了其進一步發展。
中國k學院寧波材料所葛子義研究員團隊聯合香港理工大學嚴鋒課題組,研發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變傳感器,并成功實現對人體運動行為的實時準確---監測。
器件---指彎曲的梯度響應循環三次;器件在0?50%拉伸下的應變響應
該團隊成員樊細副研究員和香港理工大學王乃祥等利用新型的轉移?印刷方法制備了高導電的pedot:pss/agnw雜化透明薄膜。x酸處理的pedot:pss表現了高的導電性導電率σ=3100scm?1。然后通過液體pdms固化輔助轉移?印刷方法,將pedot:pss/ag nw材料從玻璃襯底上轉移?印刷到彈性的pdms薄膜,從而得到了pedot:pss/agnw被包覆的pdms可拉伸的應變傳感器。利用pedot:pss/agnw/pdms的包覆結構以及界面之間強的粘附性,導電聚合物出售,提高器件結構的穩固性,這有利于提高應變響應的---性。另外,盡管少量的ag nws在拉伸過程中會斷裂,但是x酸處理的高導電的pedot:pss能夠補償agnws的導電性的下降;這種雜化的薄膜提供了多條導電通道,有利于載流子的傳輸和電荷收集,導電聚合物廠家,從而增強了器件響應的---性。
為了進一步闡明氟離子添加劑在pedot:pss薄膜中的作用機制,研究人員首先對pedot:pss薄膜的構象進行分析。通過原子力顯微鏡結果可以觀測到氟離子的添加促進了pedot和pss二者相分離,從而形成明顯的網格狀結構。通過掠入射廣角x射線散射分析發現,添加劑引入后導電高分子的堆疊和結晶性均---增強,從而解釋了網格狀結構的形成。至此,氟離子添加劑可以---原始pedot:pss的毛線團纏繞結構發生相分離,形成更有利于電荷傳輸和透光的網格狀結構。
導電聚合物的導電機理
聚合物分子導電應具備的---條件是:分子鏈應該是一個大竹共軛體系(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)與金屬導電需要自由電子和供電子運動的軌道一樣,聚合物的導電也需要有電荷載體和可供電荷載體自由運動的分子軌道,湖南導電聚合物,由于大多數聚合物本身不具有電荷載體,導電聚合物的所必需的電荷載體是由”摻雜”過程提供的。關于摻雜后導電聚合物的導電機理,目前比較成熟的觀點可用下圖(二)加以簡要說明。