织物基和纤维基自驱动压力传感器的制备及其在人体运动和脉搏信号监测领域中的应用

来源 :东华大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:qiuyueguangxuan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,可穿戴柔性压力传感器在医疗领域的应用研究越来越深入和成熟,相对于目前在医疗系统中使用的监测体征信号的设备,此类可穿戴类型的设备具有自驱动、柔性可穿戴、透气性、可水洗性、便携性等优点,朝着“可穿”方向发展的同时需要兼顾设备的灵敏度、耐久性、使用寿命、供能等问题,将其应用在人体运动信号和脉搏信号的监测中,能实现对人体运动量的调节和控制以及通过脉搏信号分析进行心血管疾病等的预防,为运动健康和医疗诊断等提供有效的参考资料,具有重要研究意义,研究者也都在研究兼顾可穿戴性和传感器传感性能的解决方法。摩擦电式压力传感器基于摩擦起电和静电感应效应的协同作用实现传感功能,并且不需要外部电源的供电,有效实现自驱动功能,并且原料的可选择性广,输出性能优异,在可穿戴自驱动压力传感器的发展和应用领域的拓展中起到重要作用。提高传感器使用性能的方法之一就是增加接触材料的粗糙度,增加单位面积内摩擦材料之间的接触面积。另外使用传统织物成型方法编织的织物和静电纺丝技术制备的纳米纤维膜都具有良好的柔性和透气性等性能,应用于传感器的制备有利于实现其可穿戴性能,同时可以通过一定的优化设计手段提高其输出性能和灵敏度等。本研究分别将传统织物成型技术和静电纺丝技术与可穿戴型摩擦电式压力传感器的制备相结合,一方面手工编织此类传感器的两片功能层织物,通过经纬纱线的优化组合制备压力传感器应用于运动信号和脉搏信号的监测;另一方面使用静电纺丝技术制备传感器的两种摩擦层材料,使用设计的PDMS基底作为支撑材料,通过掺杂和使用混合溶剂的方法提高器件的输出性能,并将其应用于运动信号和脉搏信号的监测,实现自驱动和医疗监测的目的。具体研究内容分为以下两部分:(1)通过改变编织经纬纱Nylon和PTFE,使单片织物由电性能相同或相反的纱线编织而成,测试四种传感器的输出性能,最优组合为经纬纱线电正负性能均相反的编织织物组成的传感器,在压力范围为1-2 k Pa时,传感器的灵敏度为1.331 V/k Pa,并能监测到运动信号和脉搏信号,且根据运动频率和强度的改变输出信号也会相应改变,可以根据脉搏信号得到人体心率,对医疗监测均有重要意义。(2)通过静电纺丝技术制备乙基纤维素EC纳米纤维膜和PVDF/Ag NWs纳米纤维膜,通过使用混合溶剂和调节Ag NWs掺杂含量的方法提升器件的灵敏度和输出性能,在0-3 k Pa压力范围内传感器的灵敏度为1.67 V·kPa-1,并能监测到运动信号和脉搏信号,且根据运动频率和强度的改变输出信号也会相应改变,根据监测到的脉搏信号能得到人体心率和桡动脉增强指数等医疗信息,对疾病预防和健康评估有重要的参考价值,能拓展在医疗监测领域的应用。
其他文献
群众路线是我们党的根本工作路线,人民通过网络表达意愿与诉求,所以我们党的群众路线必须延伸到网络空间。党员干部践行网上群众路线,要警惕“网上失语”“网上官僚主义”“
<正>目的探讨表皮生长因子(EGF)对大鼠慢性萎缩性胃炎(CAG)胃粘膜病变的作用。方法将已经建立的SD大鼠CAG模型随机分成治疗组和对照组,治疗组给予EGF10μg/kg皮下注射,每日一
材质的识别对揭示军事目标的伪装有重要意义,基于高光谱y遥感数据可以反演出对应每一个像元的目标物组成成份,因此针对伪装目标的特征研究植被光谱特征及参量反演模型进行伪
The sea-trial results indicate that the stable interference structure can be observed in low-frequency continuous spectra sound field.And the equation of the in
<正>在高中化学教材中关于化学平衡原理的描述很简单,但学生实际应用化学平衡原理的过程中往往会遇到很多困惑。为了提高学生运用化学平衡原理解决化学问题的能力,提高他们的
利用非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚,阴离子表面活性剂脂肪醇醚磷酸酯钾盐和助剂正戊醇,对石蜡微乳液的制备进行了研究。选用均匀设计与调优软件对表面活性剂的配比进行设
本文以科学发展观理念为指导,联系广西水产业实际,从分析当地水产业自然资源环境条件入手,阐述了将资源环境优势转化产业优势、资源环境保护与开发并重、加强组织领导等,以确保水
本文论述了船舶环式电网短路计算的特点及运用网络变换法进行短路计算的原理和步骤。