检索结果-内蒙古大学图书馆

材料导报 2025年第1期39卷 137-148页

作者：冯妍葛淑慧隗立颖闫建华东华大学纺织学院上海201620 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室上海201620

柔性器件由于其广阔的应用前景得到了迅速发展。3D打印技术在制备复合器件方面具有成本低、无需开模、节约材料和时间等优势,成为构建高性能复合柔性器件的新途径。为了提升器件的综合性能,具有独特力学性能和功能性的无机非金属材料常... 详细信息

柔性器件由于其广阔的应用前景得到了迅速发展。3D打印技术在制备复合器件方面具有成本低、无需开模、节约材料和时间等优势,成为构建高性能复合柔性器件的新途径。为了提升器件的综合性能,具有独特力学性能和功能性的无机非金属材料常作为增强体系用以改善材料的力学性能或赋予其新的功能。在此,综述了几种常用的3D打印技术,如熔融沉积建模、粉末床熔融、喷墨打印、立体光刻等。重点介绍了碳材料与陶瓷材料增强柔性复合器件的成型方法、性能及在生物医学、电子信息和智能传感等领域的应用前景。最后,讨论了当前无机非金属材料增强柔性器件面临的挑战和对未来的展望。

关键词： 3D打印柔性器件碳材料陶瓷复合材料

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于电活性聚合物薄膜柔性器件的触觉传感特性

引用

光学精密工程 2014年第8期22卷 2151-2158页

作者：张冬至童俊刘哲夏伯锴中国石油大学(华东)信息与控制工程学院山东青岛266580

针对电活性聚合物（EAP）薄膜制造柔性智能器件的发展要求,分析了电活性聚合物薄膜的正/逆力-电特性及发电机理,采用静电诱导自组装技术在电活性聚合物表面制备了碳纳米管薄膜电极,然后构建了柔性传感器件.实验研究了EAP柔性器件的手指... 详细信息

针对电活性聚合物（EAP）薄膜制造柔性智能器件的发展要求,分析了电活性聚合物薄膜的正/逆力-电特性及发电机理,采用静电诱导自组装技术在电活性聚合物表面制备了碳纳米管薄膜电极,然后构建了柔性传感器件.实验研究了EAP柔性器件的手指关节弯曲姿态及脚踏运动触觉的传感特性.扫描电子显微（SEM）形貌观察表明：碳纳米管薄膜呈网状结构且质地致密均匀.基于EAP柔性器件的手指弯曲姿态实验结果表明：在手指弯曲度为15～90°时,输出电压峰值为1.2～3.7V,展示了输出电压峰值与手指弯曲度之间的高线性度,线性相关系数为0.9951.此外,采用EAP薄膜器件对踏步触觉进行了实验测试,其输出电压峰值在1V左右,而且具有响应快、可重复性好等优势.本文的研究为电活性聚合物薄膜型电子皮肤及触觉传感器的发展提供了理论基础和实验依据.

关键词：电活性聚合物薄膜柔性器件碳纳米管手指弯曲姿态触觉传感

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

柔性器件的瞬态传热研究

柔性器件的瞬态传热研究

引用

作者：彭凯电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,伴随着对可移动和轻便柔性器件的需求,人们对开发柔性器件在各个领域中的应用有着巨大的兴趣,其中在能量储存领域、生物医学领域、仿生领域等,人们已经有着较为深入的研究。柔性器件相关技术的发展和革新也势必会改变我们的生活... 详细信息

近年来,伴随着对可移动和轻便柔性器件的需求,人们对开发柔性器件在各个领域中的应用有着巨大的兴趣,其中在能量储存领域、生物医学领域、仿生领域等,人们已经有着较为深入的研究。柔性器件相关技术的发展和革新也势必会改变我们的生活方式。然而,目前鲜有关于柔性器件在瞬态传热方面的报道,柔性器件导热性能差的问题却一直阻碍着柔性器件进一步向轻型化、小型化、高集成化发展。本文针对上述问题,提出两种解决方案:一种是降低柔性器件的界面热阻;另一种是通过在微通道内填充高导热材料的工艺使器件的局部导热性能得到大幅提升。利用第一种方法的原理,我们通过将紫外光照射过的聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)和聚酰亚胺(polyimide,PI)转印到硅基片上,在界面处生成硅氧键(Si-O),从而降低柔性器件的界面热阻,进而提升整体的导热性能。利用第二种方法的原理,我们分别在PI和PDMS内部制作出微通道,并在微通道内分别填充石墨烯和镓铟合金(Ga-In),从而使柔性器件的局部导热性能得到极大的提升。本文首先用NanoTR系统测量出不同紫外光照时长下PDMS/Si、PI/Si和PI复合薄膜不同区域下的热扩散曲线,随后使用ANSYS有限元仿真软件建立三层和双层一维热扩散模型,仿真出不同紫外光照时长下PDMS/Si、PI/Si和PI复合薄膜不同区域下的热扩散曲线,再与实际测量得到的热扩散曲线对比,从而得到相应的热导率。随后在众多PDMS-PDMS粘合的方法中,我们选择最为高效、简单的部分固化法和不同固化率法相结合的方法,制作出PDMS内部的微通道,并利用抽真空法将Ga-In合金填充到微通道内,最后使用热电偶测量在加热情况下PDMS复合膜表面不同区域的温度。第一种方法对热导率的提高在两倍左右,但使用范围更加广泛并且可以使柔性器件整体导热性能得到提升;第二种方法对热导率的提高在10倍左右,但是只针对柔性器件局部导热性能的提升,因此在未来的应用上我们应该根据情况单独使用或者综合使用。

关键词：柔性器件 PDMS PI 瞬态传热导热性能

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

单晶硅/锗薄膜材料的转移技术及柔性器件应用

引用

中国科学：信息科学 2018年第6期48卷 670-687页

作者：李恭谨宋恩名郭庆磊黄高山梅永丰复旦大学材料科学系上海200433 复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海200433

单晶硅/锗材料是当今半导体工业的基石.当厚度缩小到纳米尺寸量级时,这些材料的薄膜在力学、光学、电学、热学等领域均展现出显著区别于体材料的独特性质与应用.超薄的厚度使单晶硅/锗纳米薄膜在获取可以媲美有机半导体材料的柔性特征... 详细信息

单晶硅/锗材料是当今半导体工业的基石.当厚度缩小到纳米尺寸量级时,这些材料的薄膜在力学、光学、电学、热学等领域均展现出显著区别于体材料的独特性质与应用.超薄的厚度使单晶硅/锗纳米薄膜在获取可以媲美有机半导体材料的柔性特征的同时,仍保持远高于有机材料的迁移率特性.以上性质使硅/锗纳米薄膜成为高性能柔性电子器件的理想构筑单元,在物联网、可植入/可穿戴电子器件、仿生电子器件等诸多领域表现出非常广阔的应用前景.本文通过"先转移单晶硅/锗纳米薄膜,后搭建器件"以及"先制备单晶硅/锗纳米薄膜器件,后转移整体"两个角度,深入探讨了不同转移策略的特点,以及在柔性器件中的应用;阐述了当前该领域最新研究进展及需要重点解决的科学问题与技术难点.

关键词：硅锗纳米薄膜转移柔性器件

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

聚合物太阳电池性能改进与大面积柔性器件研究

聚合物太阳电池性能改进与大面积柔性器件研究

引用

作者：卢树弟中国科学院大学

学位级别：博士

聚合物太阳电池具有质轻、可溶液法制备以及可实现柔性等优点，展现出良好的发展前景。近年来，聚合物太阳电池效率不断攀升，但是相对于传统硅基太阳电池，效率仍然偏低。因此，寻找简便可行的方法提升电池效率，仍然是聚合物太阳电池... 详细信息

聚合物太阳电池具有质轻、可溶液法制备以及可实现柔性等优点，展现出良好的发展前景。近年来，聚合物太阳电池效率不断攀升，但是相对于传统硅基太阳电池，效率仍然偏低。因此，寻找简便可行的方法提升电池效率，仍然是聚合物太阳电池研究的重点与产业瓶颈。在本论文中，以提高电池效率为目标，我们开展了两方面的研究。一方面通过在聚合物太阳电池中引入Ag纳米颗粒，利用其表面等离激元效应提高电池效率;另一方面采用溶剂处理方法调控有源层组分分布，提高激子分离与电荷传输效率，改善电池性能。在太阳电池大面积工业化生产中，理想方式是采用卷对卷工艺。基于实际应用角度，我们开展了大面积柔性聚合物太阳电池的制备，通过改进制备工艺，制备出高效率的柔性器件。主要工作包括以下几个方面:\n (1)采用化学合成法，制备了多种Ag纳米材料。采用简单的一步反应法制备了尺寸60-90 nm的单分散Ag纳米颗粒，研究了反应温度对颗粒形貌、尺寸的影响。我们尝试以Ag(Ac)代替常用的AgNO3作为Ag源，制备出了圆柱形Ag纳米颗粒，其在可见光范围内具有两个明显吸收峰，为Ag纳米材料的制备提供了一种新方法。以单分散Ag纳米颗粒作为核，进行TiO2层包覆，制备了Ag@TiO2核壳纳米结构，通过改变反应物钛酸四丁酯的加入量，可以调控TiO2壳层的厚度，实现其吸收峰位的调控。制备了硫醇配体包覆的Ag纳米颗粒，多个颗粒之间自组装形成了超晶格结构。\n (2)将Ag纳米颗粒引入不同材料体系聚合物太阳电池以及电池的不同位置，电池效率获得了不同程度的提高。将单分散Ag纳米颗粒引入P3HT∶PCBM电池中，Ag纳米颗粒位于ITO与PEDOT∶PSS界面处，使电池效率从3.42％提高到3.73％。设计了一种三明治结构的空穴传输层，即PEDOT∶PSS-Ag-PEDOT∶PSS夹层结构，将P3HT∶PCBM电池效率从3.47％提高到4.24％，效率提升了22％。创新性地将自组装Ag纳米颗粒引入聚合物太阳电池PEDOT∶PSS与有源层界面处，通过调控Ag纳米颗粒溶液的浓度，使PTB7-Th∶PC71BM电池效率从7.41％提高到8.42％，PTB7∶PC71BM电池效率从6.81％提高到7.79％，效率提升14％。\n (3)系统研究了醇溶剂处理对正、倒置结构电池性能的影响。首先对溶剂处理前后，有源层薄膜的表面形貌、表面电势、表面元素分布以及光吸收、激子分离、载流子传输性能进行了研究。结果显示，溶剂处理不仅可以调控有源层组分分布，使得上表面PC71BM分布比例增大，在有源层内形成PC71BM浓度的纵向梯度分布，还可以增强电池的光吸收、促进激子分离、提高载流子迁移率。这种浓度梯度有利于电子向上表面的传输，使正电池效率从6.57％提高到7.74％。而对于倒电池，溶剂处理使电池效率从7.57％降低到6.68％，这是由于浓度梯度促进的载流子传输方向与器件中电荷收集方向相反导致的。\n (4)通过制备工艺的改进，制备出了高效率大面积柔性聚合物太阳电池，并研究了电池的抗弯折性能。采用通过纳米压印方法制备的PET/Ag-grid作为衬底，制备了电池面积2.25 cm2的柔性聚合物太阳电池。通过对高导聚合物PH1000溶液进行掺杂以及制备条件的优化，使得电池效率达到6.51％，为同类电池领先水平。研究了弯曲程度和弯折次数对电池性能的影响，结果显示器件具有良好的稳定性和抗疲劳性能，在弯曲角度180°条件下测试的电池效率为5.89％，为初始值的90.5％。弯折1000次之后，电池效率保持初始值的88.3％。

关键词：纳米材料表面等离激元聚合物太阳电池组分梯度柔性器件化学合成法

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于活性层调控的高效三元有机太阳能电池及柔性器件研究

基于活性层调控的高效三元有机太阳能电池及柔性器件研究

引用

作者：黄天环桂林电子科技大学

学位级别：博士

太阳能,作为一种永不枯竭且环保的可再生能源,为解决化石能源供应日趋紧张及环境污染问题提供了理想的替代方案。有机太阳能电池（OSCs）凭借其独特的优势,在太阳能电池技术领域占据重要地位。这些优势包括轻质的材料特性、半透明的性... 详细信息

太阳能,作为一种永不枯竭且环保的可再生能源,为解决化石能源供应日趋紧张及环境污染问题提供了理想的替代方案。有机太阳能电池（OSCs）凭借其独特的优势,在太阳能电池技术领域占据重要地位。这些优势包括轻质的材料特性、半透明的性质、出色的柔性,以及可通过溶液加工等简便方法进行制造等。近年来,经过科研人员的不懈探索和创新,OSCs技术已取得跨越式发展,正逐步向太阳能电池的理论极限效率迈进。然而,尽管取得了显著进步,当前OSCs仍面临着若干挑战。其中最显著的是能量转换效率（PCE）较低,尚未达到能够商业化应用的标准。因此,如何提升OSCs的PCE依旧是科研人员面临的首要任务。在优化OSCs光电性能的众多方案中,三元策略已被证实是一种高效且操作简单的优化手段。此策略通过精选合适的第三组分并利用三种材料间的吸收互补特性,解决了有机半导体材料吸收光谱较窄的问题。此外,稳定性对于太阳能电池的商业化应用具有决定性的影响。OSCs活性层对水蒸气和氧气的高度敏感性导致了其在空气中存储时稳定性较差,对这些器件进行封装是一种简单而有效的提高其在空气中存储寿命的方法。鉴于这些挑战,本论文首先通过应用三元策略来提高OSCs的光伏性能,目的是通过扩展活性层的吸收光谱范围和增强光吸收强度来提升OSCs的各项性能参数;其次,通过制备高效的柔性OSCs并研究其封装技术,以进一步推动OSCs向商业化应用的发展。以下是本论文的主要研究内容: （1）在以PM6:L8-BO为主二元的OSCs体系中,其活性层在600-750 nm波长范围内的光吸收存在明显不足;而中等带隙材料IDIC的光吸收峰位于705 nm处,能够与PM6和L8-BO形成吸收互补,有助于提升三元OSCs的光电流。当IDIC含量为10 wt%时,三元OSCs展示出最佳的性能参数,其中开路电压(VOC)为0.896 V、短路电流密度(JSC)为27.51 m A cm-2以及填充因子（FF）为76.54%,最终获得18.86%的PCE;与主二元体系17.46%的PCE相比,三元OSCs的效率增加幅度高达8.0%。三元体系中改善的活性层薄膜形貌以及形成的互穿纳米纤维结构,有利于提升激子解离、电荷传输和收集效率,从而有效提升JSC和FF。本研究工作表明,选用中等带隙受体材料作为第三组分,可以显著拓展活性层的光吸收谱,进而成功制备效率更高的三元OSCs。（2）将受体材料ITIC-Th作为第三组分添加到PM6:BTP-e C9的主二元体系中,成功制备出高效的双受体三元OSCs。BTP-e C9与ITIC-Th之间具有良好的相容性,有助于在活性层中形成合金受体模型,使VOC随着ITIC-Th含量增加而增加。由于BTP-e C9的吸收截止边到达940 nm波长处,能够显著增加三元活性层在红外光区的吸收范围,进而增强三元OSCs的光电流。得益于ITIC-Th使三元活性层的形貌和相分离的优化,促使三元OSCs的激子解离、传输和收集效率得到提高,从而导致JSC和FF得到增强。当ITIC-Th含量为15 wt%时,三元OSCs的PCE达到18.69%,其中的JSC更是高达28.00 m A cm-2。本研究工作表明,三元策略能够有效改善活性层在红外光区的光吸收,实现OSCs光伏性能的提升。（3）以具有相似化学结构的给体材料D18和D18-Cl、受体材料L8-BO成功制备出高效的双给体三元OSCs。D18和D18-Cl的光吸收峰都位于近紫外光区,且当D18-Cl含量为10 wt%时能够起到形貌调节剂的作用,从而优化三元活性层的结晶行为,促使三元OSCs在近紫外光区的光吸收能力得到增强、光电流得到提升。两种给体材料之间良好的相容性有助于合金给体模型的形成,使得VOC获得提升。而光子收集、激子解离以及电荷传输效率的提升,有助于三元OSCs的JSC和FF的提升。在VOC、JSC和FF都获得提升之后,最终获得19.13%的高PCE。此外,三元OSCs在氮气氛围中存放4000小时后,其依旧能维持初始效率值的84%以上。另一方面,有效面积为1.00 cm2的三元OSCs实现了13.15%的PCE。本部分的研究结果表明双给体策略对提升活性层在近紫外光区的光吸收能力方面的有效性,同时为开发高效、稳定及实用OSCs提供了新的思路。（4）通过对聚对苯二甲酸乙二醇酯/氧化铟锡（PET/ITO）和聚萘二甲酸乙二醇酯/氧化铟锡（PEN/ITO）在成本、力学性能、光学属性及水/氧阻隔效果等方面进行对比,研究发现PET/ITO柔性基底在性价比方面表现更优。因此,本部分内容选择PET/ITO作为基底、D18:D18-Cl:L8-BO来制备柔性三元OSCs,并获得了16.09%的PCE。其次,对柔性OSCs进行机械性能测试,发现经过5%的拉伸量之后

关键词：活性层调控三元有机太阳能电池能量转换效率柔性器件器件封装

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

新型聚合物太阳能电池给体材料及柔性器件研究

新型聚合物太阳能电池给体材料及柔性器件研究

引用

作者：雷涛中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)

学位级别：博士

聚合物太阳能电池（PSCs）因其质量轻、环境友好、低成本和适合制作可穿戴设备等特点,成为了清洁可再生新能源领域的重要研究方向。经过几十年科研人员的不断探索和努力,在新材料合成设计及新制备工艺等研究方向上均取得巨大突破。迄今... 详细信息

聚合物太阳能电池（PSCs）因其质量轻、环境友好、低成本和适合制作可穿戴设备等特点,成为了清洁可再生新能源领域的重要研究方向。经过几十年科研人员的不断探索和努力,在新材料合成设计及新制备工艺等研究方向上均取得巨大突破。迄今为止刚性二元和三元PSCs的能量转换效率分别突破16%和17%;柔性单节PSCs也突破15%大关。为了进一步推进PSCs商业化进程,实现研产结合的目标,应该持续不断针对刚性和柔性两种类型PSCs进行探索。本文一部分工作针对PSCs光敏活性层给体材料,设计合成出了分别基于苯并二呋喃（BDF）和苯并二吩砜（BDTO）的新型聚合物材料,并对相应的PSCs器件光伏性进行探讨。另一部分工作针对基于氧化铟锡（ITO）和银纳米线（Ag NWs）的复合电极的制备柔性器件,并探讨了乙二醇（EG）和表面活性剂Zonyl定量掺杂对光伏性能的影响。具体主要工作分为以下四部分:（1）通过高产量的stille偶联合成方法将BDF给电子单元和BDD缺电子单元共聚得到给体材料PFBT-T。与对应的BDT基聚合物相比,PFBT-T的能级加深,在350-550 nm的光照范围内吸收增强。PFBT-T:PC71BM的质量比为1:1.2时制备的PSCs效率为5.83%;PFBT-T:IT-M的质量比为1:1时制备的PSCs效率为5.64%。本工作还从电压/电流光强依赖和载流子分离等角度具体分析了基于PFBT-T富勒烯PSCs和非富勒烯PSCs的差别。（2）通过室温氧化苯并二噻吩（BDT）的方法制作其衍生物BDTO,将给电子的BDT单元变为缺电子的BDTO单元,并将其分别与BDT和二联噻吩单元共聚,分别得到PBDTO和PBDTO-T两种新型聚合物材料。将两种新材料分别作第三活性层组份加入到PBDB-T:IT-M体系中,将PSCs效率从10.31%分别提高11.47%和11.12%。这两种聚合物作为第三组份提供了阶梯式的能级,使活性层表面更光滑,有利于更好的载流子传输和激子分离。本工作为设计新型给-受体（D-A）型聚合物开辟了一条新的途径。（3）为了得到低成本、高效率和可弯曲甚至可折叠的柔性聚合物太阳能电池（FPSCs）,本工作用全溶液法制备出了基于银纳米线（Ag NWs）和含EG掺杂的PEDOT:PSS PH1000的复合电极的FPSCs。本工作对EG定量掺杂对FPSCs的光伏性能和弯曲性能的影响展开具体讨论。当PH1000中掺杂6 vol%EG时,器件的各项性能达到最优,效率在当时基于银纳米线FPSCs中率先突破10%,短路电流高达19.17 m A cm-2。FPSCs能在弯曲1000次之后保持原始效率的90%,甚至完全折叠之后仍保留75%效率。（4）为了改善ITO基FPSCs由于ITO脆性导致机械韧性不佳的问题,本工作采用引入PEDOT:PSS PH1000复合电极的方法制备ITO基FPSCs,并且分析了PH1000中表面活性剂Zonyl的定量掺杂对器件光伏性能的影响。最优条件下,基于PM6:IT-4F和PM6:Y6的FPSCs效率分别为11.3%和13.5%,短路电流分别达到19.12 m A cm-2和22.46 m A cm-2。在1000次弯曲循环之后,FPSCs效率仍保持原始效率的75%。本论文一方面通过合成新型活性层材料拓宽了PSCs给体材料的选择范围,为设计新型D-A共聚物提供了新思路。另一方面,利用复合电极制备FPSCs的器件工艺,提高了FPSCs的光伏性能和机械韧性,为今后进一步商业化应用提供了一些新的启发。

关键词：聚合物太阳能电池活性层材料柔性器件复合电极

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

碳纳米材料超级电容器电极和柔性器件的制备及性能研究

碳纳米材料超级电容器电极和柔性器件的制备及性能研究

引用

作者：陈君南京邮电大学

学位级别：博士

碳纳米管和石墨烯是近30年来最为耀眼的材料“明星”。这些由石墨层片构成的一维或二维结构,展现出独特的性能和广阔的应用前景。它们具有高的导电性和大的比表面积,是一类优异的超级电容器电极材料。它们可以与金属氧化物和导电聚合物... 详细信息

碳纳米管和石墨烯是近30年来最为耀眼的材料“明星”。这些由石墨层片构成的一维或二维结构,展现出独特的性能和广阔的应用前景。它们具有高的导电性和大的比表面积,是一类优异的超级电容器电极材料。它们可以与金属氧化物和导电聚合物复合,通过提高这些赝电容材料的导电性来获得高的容量和倍率性能。此外,这些一维和二维碳纳米材料还具有良好的柔韧性和透光性,被广泛用于制备各类柔性透明电极和器件。因此,针对碳纳米材料在超级电容器中的应用,一方面需要开展电极材料的制备研究,提升超级电容器的性能;另一方面可以利用它们柔性、透光和导电等特点,构筑柔性透明的新型器件,为柔性电子设备提供能源支持。本论文通过石墨烯和过渡金属氧化物、导电聚合物等材料复合,制备了石墨烯/Co3O4、石墨烯/聚苯胺高容量超级电容器复合电极;利用化学气相沉积（CVD）在金属丝上生长高负载量碳纳米管（CNTs）薄膜,研制出CNTs/金属丝复合电极线状超级电容器电极与器件;以CNTs透明电极为构建单元,提出了柔性透明超级电容器的可控组装方法。主要研究进展包括:1.将具有高理论容量的Co3O4（3560 F/g）与石墨烯复合,发挥二者的协同效应,构建出高性能石墨烯复合超级电容器电极。通过调控水热反应条件,制备出Co3O4纳米花瓣结构。所制备的石墨烯/Co3O4纳米花瓣复合物展现出了优异的电化学性能。在1.0 mol/L KOH电解液中,扫速为2 m V/s时,循环伏安测试的比电容可达714 F/g。在充放电测试中,当电流密度为0.1 A/g时,比电容值为841 F/g。在电流密度为0.4 A/g时,充放电1000次后,比容量能保持为初始的96.7%,展示了优异的稳定性。2.利用一步水热方法制备了石墨烯和聚苯胺（PANI）复合水凝胶。该复合水凝胶易于切割加工,并兼具了石墨烯高导电性的和PANI高赝电容的优点,是一种优异的超级电容器电极。在扫速为2 m V/s时,比电容为258.5 F/g;扫速为0.2 A/g时,比电容为307 F/g。在电流密度为1.0 A/g时,充放电1000次后,比容量能保持为初始的90%。这些结果展示了石墨烯/PANI复合水凝胶电极在超级电容器的应用潜力。3.金属线作为载体时存在表面积低这一问题,难以实现碳纳米材料的高负载。为此,在金属线上沉积了三维NiO纳米墙阵列来增加基底的表面面积,然后利用CVD方法在该基底上制备出CNTs薄膜,薄膜的厚度可达6μm。在CNTs生长过程中,NiO纳米墙被还原成Ni粒子。以所制备的CNTs/金属丝为电极,组装成全固态线状超级电容器。该器件在10μA/cm的电流密度下,面积比容量为12.5 m F/cm2。当功率密度在0.064～0.746 m W/cm2范围时,能量密度为1.74～1.43 m Wh/cm2,高于一些前期报道的碳基全固态线状超级电容器。***被广泛用于制备柔性透明超级电容器（FTSCs）电极,但在器件组装时,电极间距的精确控制未能得到充分关注。FTSCs通常使用聚乙烯醇（PVA）类凝胶作为电解质和间隔物,这些电解质的流变行为导致它们在弯折时易于被压缩,引起电极间距的变形,造成器件运行的不稳定。为了解决这一问题,以ITO-PET负载的单壁碳纳米管或者多壁碳纳米管负载MnO2复合物为电极,将单分散的聚苯乙烯（PS）微球作为间隔物引入到PVA-Li Cl聚合物凝胶电解质中,以此精准控制FTSCs的电极间距。通过改变PS微球的粒径,电极间距可以精确控制在20,40和80μm。尤为重要的是,在进行弯曲时,PS微球间隔物保护了凝胶电解质不受挤压,保持了FTSCs输出的稳定性。在重复的弯曲测试后,器件的容量保持在95.6%,展示了PS微球的存在提高了器件的稳定性和柔韧性。

关键词：石墨烯碳纳米管超级电容器柔性器件透明器件

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

水凝胶的力学性能调控及其在柔性器件方面的应用

水凝胶的力学性能调控及其在柔性器件方面的应用

引用

作者：梁用智中国科学技术大学

学位级别：博士

由亲水性的聚合物网络和大量水所构成的水凝胶材料具有许多优异的属性,如生物相容性、高渗透率和类似于生物组织的性能,在生物医学、柔性电子、可持续能源等领域具有巨大的应用前景。而作为一种功能性的材料,优异的力学性能是决定水凝... 详细信息

由亲水性的聚合物网络和大量水所构成的水凝胶材料具有许多优异的属性,如生物相容性、高渗透率和类似于生物组织的性能,在生物医学、柔性电子、可持续能源等领域具有巨大的应用前景。而作为一种功能性的材料,优异的力学性能是决定水凝胶在实际应用的一大关键因素,在不同的应用场景下,对水凝胶的力学性能也有着不同的要求。基于此,本论文通过结构设计,调节水凝胶的内部网络,从而获得了力学性能在大范围内高度可调的高强度水凝胶材料。并且,根据不同凝胶体系的特点,进一步开发了水凝胶材料在柔性器件方面的应用。主要研究内容如下:1.构建了一种丙烯酸-铁离子和壳聚糖-硫酸根离子的双离子交联的水凝胶,通过改变离子溶液和单体的浓度,可以在大范围内调节其力学性能。这种水凝胶同时实现了高强度(5.1 MPa)和导电性能(3.04 S/m),在作为应变传感器使用时,可以灵敏地检测人体运动信号,优于大多数的柔性器件材料。2.在第一部分工作中设计的高力学性能和导电性能的水凝胶基础上,进一步开发了具有自愈性能的离子交联水凝胶体系。通过改变离子和单体浓度,可以很容易地调节水凝胶的力学性能和离子电导率,同时保持优异的自愈性能(自愈效率高达97.34%)。在作为应变传感器使用时,自愈性能大大延长了它的使用寿命。3.在优异的力学性能、导电性能和自愈性能的基础上,进一步设计了可抗冻水凝胶体系,提高了水凝胶的环境耐受性。这种基于双重离子交联网络的水凝胶,同时具有可调节的拉伸性能(1 190～1550%)、拉伸强度(0.96～2.56 MPa)、韧性(5.7～14.7 MJ/m3)、自愈性能(可达83.7%)、导电性能(4.58～5.76 S/m)和抗冻性能(低至-20℃)。在作为柔性器件使用时,可以在室温和低温下正常工作,为水凝胶柔性器件的实际应用提供了新的策略。4.这个有机水凝胶体系,通过结构调控,实现了水凝胶高应变(超过2150%),高强度(超过0.5 MPa),高韧性(超过4 MJ/m3),出色的自愈性能(最高能达100%)和抗冻性能(低至-50℃)。在作为电子皮肤使用时,同时对拉伸、压缩、温度、湿度和溶剂多种信号表现出多重响应性,表现出优异的综合性能。这项工作为开发新型电子皮肤提供了新的视角。5.通过对水凝胶离子交联密度的调控和设计,在水凝胶表面选择性地覆盖不同浓度的铁离子,实现了水凝胶可编程的变形能力,在水下可以变形为设计的形状。同时,通过碱或甘油的消除,进一步实现了变形的恢复。基于这种高强度可变形的水凝胶所设计的柔性抓手,可以在水下抓取重物,能够抓取自身重量1.56倍以上的物体,为设计柔性抓手提供了备选材料。

关键词：水凝胶力学性能离子交联结构调控柔性器件

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

超级电容器电极材料及柔性器件研究

超级电容器电极材料及柔性器件研究

引用

作者：陈俊电子科技大学

学位级别：硕士

石油资源的消耗量日益增大以及汽车内燃机在燃烧石油时的尾气排放所引起的环境污染,这些问题一直是人们关注的重点。为了解决这些问题,国内外研究者一直致力于电动汽车以及混合动力电动汽车的开发,寻找出一种环境友好、充电速度快、性... 详细信息

石油资源的消耗量日益增大以及汽车内燃机在燃烧石油时的尾气排放所引起的环境污染,这些问题一直是人们关注的重点。为了解决这些问题,国内外研究者一直致力于电动汽车以及混合动力电动汽车的开发,寻找出一种环境友好、充电速度快、性能稳定的能量储存系统的需求也越来越迫切。超级电容器(Supercapacitors),由于其高比容、环境友好、低成本、良好的循环性能以及迅速的充电过程等特点,倍受研究者关注。另外,随着便携式电子设备的快速发展,将微型电子设备运用到可穿戴设备或者作为生物植入物的可行性越来越大。用柔性电子器件来替代传统的硬质电子器件的重要性也愈加凸显,如何解决柔性电子设备的储能问题,是实现这些可能性的重要因素之一。因此关于柔性超级电容器的研究也很重要,其中微型超级电容器是近几年内柔性器件发展的一个重要方向。本文对超级电容器电极材料和柔性器件做了如下研究:(1)设计并制备了石墨烯/空心球状聚3,4-乙烯二氧噻吩(b-PEDOT)/多壁碳纳米管纳米复合材料。在多壁碳纳米管和b-PEDOT均匀分布在氧化石墨烯分散液中的前提下,通过对氧化石墨烯进行还原得到该复合材料,并对其形貌和电容性能进行了研究。恒电流充放电测试得出0.1 A g-1的电流密度下,其比电容达到225 F g-1。(2)设计并合成了一种名为氧化锰/b-PEDOT/多壁碳纳米管的复合材料,形貌表征和电化学测试说明该复合材料具有良好的结构和电容性能,在0.3 A g-1的电流密度下其比电容可以高达270 F g-1。(3)本论文设计并制备了一种新型低成本、简单易得、柔性的微型超级电容器。其制备方法适用于各种粉末状电极材料,本论文中是基于氧化锰/b-PEDOT/多壁碳纳米管复合材料的研究来进行测试说明的。该微型超级电容器在2 A g-1的电流密度下测试其比电容可达110 F g-1。

关键词：超级电容器电极材料纳米复合材料柔性器件微型超级电容器

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：