基于电纺纤维的高导热柔性可拉伸电子器件制备与研究

发布时间：2025-04-22 23:12

　　近年来,柔性电子器件因其能够在弯折、扭曲、折叠、拉伸等情况下仍能保持稳定的电学性能而成为当下科学研究的热点之一。相比常规硬质器件,柔性电子器件在诸如柔性传感器、可穿戴设备、能源存储、植入医疗等领域有着广泛的应用。与高导热复合纳米材料类似,柔性电子器件的制备目前多是通过将导电纳米材料(例如纳米线、纳米管、石墨烯等)与柔性高分子基体复合来获得。然而在器件反复形变过程中,导电纳米材料间的接触电阻变大,以及纳米材料与高分子基体之间的不良接触等,均会使得柔性电子器件在运行过程中积聚大量不必要的热量。这些热量如果不能及时从器件中消散,势必会影响器件的性能和寿命,甚至会危及整个系统的安全。即对于柔性电子器件,除了卓越的电学性质和力学性质,稳定的热学性能同样必要。探寻恰当的热管理材料与结构,并应用于柔性电子器件领域,对其机理展开深入研究,对于新一代柔性可穿戴电子器件的发展显得尤为重要。本论文从有序排列的纳米粒子在形貌可控电纺纤维中易于相互搭联形成稳定网状结构,以及电纺过程中高电场力可以提高材料导热系数等特点入手,以氮化硼纳米片为无机导热物质,制备了静电纺丝纤维基导热纳米复合材料,并将其应用在柔性可拉伸电...

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 纳米材料
    1.2 静电纺丝技术
        1.2.1 静电纺丝的原理及装置
        1.2.2 静电纺丝的种类及应用
        1.2.3 静电纺丝在柔性器件方面最新进展
    1.3 本章小结
第二章 基于电纺TPU支架的高导热多层结构可拉伸电极
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原材料和实验仪器
        2.2.2 氮化硼纳米片、储备溶液的制备
        2.2.3 电纺TPU纤维膜的制备
        2.2.4 可拉伸导体的制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 样品的基本表征
        2.3.2 可拉伸电极的电学性能测试
        2.3.3 可拉伸电极的导热性能测试
    2.4 本章小结
第三章 可穿戴的高导热应变传感器及其在运动监测中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 氮化硼纳米片的剥离与溶液的制备
        3.2.2 可拉伸应变传感器的制造
        3.2.3 表征
    3.3 结果与分析
        3.3.1 纤维形貌及成分表征
        3.3.2 器件基本性能
        3.3.3 拉伸强度和热稳定性
        3.3.4 响应-恢复特性及可重复性
        3.3.5 探测手指膝盖弯曲信号响应
    3.4 本章小结
第四章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：4040856