研究目的
利用激光诱导石墨烯(LIG)图案制备高灵敏度柔性应变传感器,用于人体运动监测。
研究成果
LIG应变传感器展现出高灵敏度、快速响应速度、高线性度和低迟滞特性,适用于人体运动监测应用。该传感器的性能可通过碳化程度和图案嵌入深度进行调节。
研究不足
该研究受限于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的机械性能——其在30%应变后发生破坏。图案的碳化程度及嵌入情况同样影响了传感器的性能。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用355纳米紫外脉冲激光在聚酰亚胺薄膜上制备激光诱导石墨烯(LIG),并作为应变传感器应用。研究方法包括通过拉曼光谱和扫描电镜成像进行结构分析,以及电-机械耦合测试。
2:样本选择与数据来源:
使用25微米厚的聚酰亚胺薄膜以实现LIG图案在PDMS中的更好植入。根据激光能量密度评估植入程度和碳化程度。
3:实验设备与材料清单:
设备包括355纳米紫外脉冲激光器、显微拉曼光谱仪(NRS-5100)和源表(Keithley? 2450)。材料包括聚酰亚胺薄膜(杜邦? Kapton? HN)和PDMS。
4:实验步骤与操作流程:
通过直接激光写入(DLW)方法制备LIG图案,将其植入柔性PDMS基底并用PDMS?;ぁMü淝屠觳饬看衅鞫杂Ρ涞南煊?。
5:数据分析方法:
测量电阻随应变的变化,并计算灵敏度系数以评估传感器的灵敏度。
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sourcemeter
2450
Keithley
Used to measure the change of electrical resistance to strain.
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355 nm UV pulsed laser
Used to fabricate LIG on a polyimide film.
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micro Raman spectrometer
NRS-5100
Used for chemical structure analysis of the LIG pattern.
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polyimide film
Kapton?HN
DuPont
Substrate for LIG pattern fabrication.
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