可检测生理信息的r-GO基柔性温度/应变/气体传感器研究

来源 :中北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zydwnj
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
近年柔性传感技术发展迅速,不同柔性传感器逐渐进入人们的视野。柔性传感器弥补了刚性传感器的诸多不足,可以实现对人体生理信息的实时监测并应用于医疗等许多特殊的场合。柔性温度传感器可作可穿戴器件对人体不同部位的体温进行实时监测;柔性应变传感器不仅可以对人体关键部位的应变进行监测,还可以实现心率的实时测量;柔性丙酮气体传感器可以检测人体呼出的丙酮气体浓度。通过对它们的监测,不仅可以让人们对自己的健康程度进行简单的自我分析,还可以为医生对疾病的判断提供依据。例如肺癌是一种对人体健康威胁极大的恶性肿瘤之一,患有早期肺癌的患者常伴有体温升高、心率增快的特征;同时肺癌患者的呼出气体中丙酮气体的浓度一般超过1.0 ppm,而正常人呼出丙酮气体浓度为0.3-0.9 ppm。石墨烯凭借其较大的表面-体积比、独特的热学特性、优异的载流子迁移率和可修饰性,可作为敏感材料与柔性传感器结合并有针对性的提高柔性传感器的性能。据此本文主要研究了以下内容:1、用环境友好型抗坏血酸还原氧化石墨烯的方式制备了还原氧化石墨烯,并对制备的还原氧化石墨烯(r-GO)进行了扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼表征,同时以r-GO为温度敏感材料制备了柔性薄膜型温度传感器。该传感器实现了30℃100℃的温度测量且灵敏度达到0.6345%℃-1。同时该传感器有着良好的机械性能,且不受外界压力的影响,极大的增强了传感器的抗干扰能力,提高了传感器的精度,方便于传感器在任意弯曲表面的温度监测。2、使用氧化还原法制备的石墨烯电导率较低,本论文使用超声震荡法在常温下将r-GO与聚(3,4-二氧乙撑噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)结合,制备了一种r-GO/PEDOT:PSS的复合材料,不仅提高了r-GO的电导率,还形成新的片层结构。以制备的r-GO和r-GO/PEDOT:PSS为敏感材料分别制备了两种柔性应变传感器。然后对传感器进行了预拉伸测试,论证了预拉伸对传感器的可恢复电导和可靠性的重要作用;并且对两种传感器10%70%的应变范围内的应变因子(灵敏度)进行了比较,发现r-GO/PEDOT:PSS的应变传感器灵敏度远远高于r-GO应变传感器。最后,对传感器进行了人体的表征,实现了对人体腕部弯曲和心率的测试,为其应用于可穿戴器件并对疾病的检测提供了实验基础;3、在较低温下通过简单的溶液法制备了高表面-体积比的三维r-GO/Na-ZnO,并以制备的r-GO/Na-ZnO作为敏感材料,设计制作了一个可以在常温下检测丙酮气体浓度的柔性传感器。该传感器对10 ppm到200 ppm丙酮气体有极好的响应,且在150 ppm的丙酮气体环境中有着较好的重复性和长期稳定性。同时该传感器可以响应最小0.2 ppm的丙酮气体,并且对三种不同的有机呼出挥发性气体(乙醇、甲醇和异丙醇)不敏感,意味着该传感器为肺癌的检测提供了可能。
其他文献
生物特征识别技术就是通过计算机和生物统计学原理等高科技手段的密切结合,利用人体固有的生理特性和行为特征,来进行个人身份的鉴定。它被认为是当今高度互联的信息化社会的
大多数库存研究的重点都集中在各种复杂的限制条件和模型的变换上,没有考虑到库存本身可能发生贬值或增值的情况,而实际中库存本身常常会发生价值变化。针对以往库存模型中没
在大学英语教学改革中,传统教学模式依然存在。本文在对传统教学模式存在的原因进行分析的基础上,探讨如何充实传统教学中“一嘴”“一书”“一笔”的内容,为传统教学模式注
组合优化问题在实际生产生活中有着大量的应用,其求解技术是人们研究的重点。粒子群优化算法源于对鸟群捕食行为研究,是一种新的群智能进化技术。本文主要针对离散粒子群算法
如何提升应聘者的公平感、降低拒聘带来的负面溢出效应是招聘实践中亟待解决的问题。基于甄选过程采取纵向研究设计,以416名应届毕业生求职者为样本,分别在应聘前、应聘后结
马克·吐温的《哈克贝利·费恩历险记》作为美国文学中的一部经典著作,在语言艺术上具有其独特性,即口语化语言的运用。这种口语化语言的特征是:一、主人公叙述者的语言常常
云存储是依据云计算的概念而提出的一个新的概念,以按需付费模式,为用户提供了低成本、高可靠性的数据和在线存储服务,以缓解海量数据对存储空间的需求。提出了传统存储面对
作为哲学的一个分支,政治哲学有着悠久的历史,柏拉图、霍布斯和康德等人对政治哲学的洞见至今仍然发人深省。然而,自19世纪中期至20世纪60、70年代,长于价值判断和理性思辨的
<正> 2008年8月10日至15日,由中国艺术研究院戏曲研究所、中国傩戏学研究会、长治市人民政府主办的"山西赛社与乐户文化国际学术研讨会"在长治宾馆举行。来自中国大陆、美国
本学位论文针对以铁为活性金属的费托合成催化反应,研究了不同分子筛负载铁催化剂的催化性能,考察了八面沸石分子筛中的碱金属阳离子对反应性能的影响,并通过表征详细研究了八面