基于多孔材料的柔性电子器件的制备与应用研究
发布时间：2025-03-15 00:27
柔性电子技术是将薄膜电子元件制作在柔性衬底上的新兴电子技术。柔性电子器件具有可弯曲、可卷曲、可压缩或可拉伸等能力,能满足人体或机器对设备形变要求,具有可穿戴、与皮肤紧密贴合、甚至可人体植入等功能,有望应用于移动通信、健康监测、人体仿生和学习娱乐等领域。柔性电子将从可弯曲、可卷曲器件向着可拉伸和人体皮肤共性贴合器件的方向发展,这对电子元件和电极电路等制作材料提出了新的挑战。近年来,一些具有本征柔性的导电材料,如金属纳米材料、碳纳米材料和有机导电聚合物等得到了快速的发展,为各类柔性电子器件的构筑提供了有力的支撑。另一方面,将传统的刚性功能材料设计成可拉伸的柔性几何结构也为柔性电子领域带来了新的解决方案。在新兴的柔性材料中,多孔结构材料因具有相对密度低、比强度高、比表面积高、重量轻、隔音、隔热、渗透性好等优点而被广泛关注。尤其是多孔材料可以实现良好的透光和透气性,以及可拉伸等性能,非常符合柔性电子器件的制作需求。本论文根据二维和三维多孔材料的结构和功能特点,利用呼吸图法和模板浸出法制备了柔性透明电极、可拉伸电极、透气性超薄可拉伸电极和透气性电介质等柔性电子材料,并探讨了它们在有机光电器件、拉伸...
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
1.1 柔性电子器件的发展概况
1.1.1 柔性电子器件简介
1.1.2 柔性电子器件的组成
1.2 柔性电极材料
1.2.1 柔性电极材料的分类
1.2.2 碳纳米管柔性电极
1.2.3 石墨烯柔性电极材料
1.2.4 导电聚合物
1.2.5 金属纳米线
1.2.6 多孔金属网格结构
1.2.7 柔性电极的功能调控
1.3 多孔柔性电极的结构和制备方法
1.3.1 孔结构材料的定义与分类
1.3.2 具有二维多孔结构的柔性电子器件
1.3.3 具有三维多孔结构的柔性电子器件
1.3.4 呼吸图法技术简介
1.3.5 模板浸出法技术简介
1.3.6 本论文研究的目的和主要内容
第二章 多孔铜柔性透明电极的制备及其在有机太阳能电池中的应用研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 主要原料及试剂
2.2.2 主要仪器制备
2.2.3 材料制备方法
2.2.4 材料性能表征
2.3 呼吸图法制备柔性透明电极的结构与光电性能
2.3.1 柔性电极微观结构的表征
2.3.2 柔性电极光电性能的表征
2.4 柔性有机光电子器件的制备与性能
2.4.1 柔性电极的表面改性
2.5 柔性有机太阳能电池的制备与性能
2.6 本章小结
第三章 多孔银柔性透明电极的制备及其在拉伸传感器中的应用研究
3.1 前言
3.2 实验方法
3.2.1 本实验所用主要原料及试剂
3.2.2 本实验所用主要制备仪器
3.2.3 样品制备方法
3.2.4 材料性能表征
3.3 蜂窝状网格结构的可拉伸形变分析
3.4 呼吸图法制备可拉伸电极的结构与光电性能
3.4.1 可拉伸电极的微观结构
3.4.2 可拉伸电极的光学和电学性能
3.5 拉伸传感器的应用研究
3.5.1 拉伸传感器在运动检测中的应用研究
3.5.2 拉伸传感器在震动检测中的应用研究
3.6 本章小结
第四章 多孔AgNW/TPU柔性超薄透气电极的制备及其在生物电监测中的应用研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.2.1 本实验所用主要原料及试剂
4.2.2 本实验所用主要制备仪器
4.2.3 样品制备方法
4.2.4 材料结构与性能表征
4.3 呼吸图法制备超薄透气性电极的结构与光电性能
4.3.1 超薄透气性电极的微观结构
4.3.2 超薄透气性电极的光电性能
4.4 超薄透气电极在可穿戴器件中的应用研究
4.4.1 超薄透气电极对生物电的监测性能
4.4.2 超薄透气电极在可穿戴无线自电容式触摸传感器中的应用
4.5 本章小结
第五章 多孔Graphite/BaTiO3/PDMS弹性电介质材料及其在压力传感器中的应用研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 本实验所用主要原料及试剂
5.2.2 本实验所用主要制备仪器
5.2.3 样品制备过程
5.2.4 材料性能表征
5.3 多孔弹性电介质的结构与电学性能
5.3.1 多孔弹性电介质的结构和组成
5.3.2 Graphite/BaTiO3/PDMS电介质的介电性能
5.3.3 多孔Graphite/BaTiO3/PDMS弹性电介质的机械与介电性能
5.4 多孔弹性电介质在电容式压力传感器中的应用
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间撰写的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
附录3 攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
本文编号：4034859
【文章页数】：100 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
1.1 柔性电子器件的发展概况
1.1.1 柔性电子器件简介
1.1.2 柔性电子器件的组成
1.2 柔性电极材料
1.2.1 柔性电极材料的分类
1.2.2 碳纳米管柔性电极
1.2.3 石墨烯柔性电极材料
1.2.4 导电聚合物
1.2.5 金属纳米线
1.2.6 多孔金属网格结构
1.2.7 柔性电极的功能调控
1.3 多孔柔性电极的结构和制备方法
1.3.1 孔结构材料的定义与分类
1.3.2 具有二维多孔结构的柔性电子器件
1.3.3 具有三维多孔结构的柔性电子器件
1.3.4 呼吸图法技术简介
1.3.5 模板浸出法技术简介
1.3.6 本论文研究的目的和主要内容
第二章 多孔铜柔性透明电极的制备及其在有机太阳能电池中的应用研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 主要原料及试剂
2.2.2 主要仪器制备
2.2.3 材料制备方法
2.2.4 材料性能表征
2.3 呼吸图法制备柔性透明电极的结构与光电性能
2.3.1 柔性电极微观结构的表征
2.3.2 柔性电极光电性能的表征
2.4 柔性有机光电子器件的制备与性能
2.4.1 柔性电极的表面改性
2.5 柔性有机太阳能电池的制备与性能
2.6 本章小结
第三章 多孔银柔性透明电极的制备及其在拉伸传感器中的应用研究
3.1 前言
3.2 实验方法
3.2.1 本实验所用主要原料及试剂
3.2.2 本实验所用主要制备仪器
3.2.3 样品制备方法
3.2.4 材料性能表征
3.3 蜂窝状网格结构的可拉伸形变分析
3.4 呼吸图法制备可拉伸电极的结构与光电性能
3.4.1 可拉伸电极的微观结构
3.4.2 可拉伸电极的光学和电学性能
3.5 拉伸传感器的应用研究
3.5.1 拉伸传感器在运动检测中的应用研究
3.5.2 拉伸传感器在震动检测中的应用研究
3.6 本章小结
第四章 多孔AgNW/TPU柔性超薄透气电极的制备及其在生物电监测中的应用研究
4.1 前言
4.2 实验方法
4.2.1 本实验所用主要原料及试剂
4.2.2 本实验所用主要制备仪器
4.2.3 样品制备方法
4.2.4 材料结构与性能表征
4.3 呼吸图法制备超薄透气性电极的结构与光电性能
4.3.1 超薄透气性电极的微观结构
4.3.2 超薄透气性电极的光电性能
4.4 超薄透气电极在可穿戴器件中的应用研究
4.4.1 超薄透气电极对生物电的监测性能
4.4.2 超薄透气电极在可穿戴无线自电容式触摸传感器中的应用
4.5 本章小结
第五章 多孔Graphite/BaTiO3/PDMS弹性电介质材料及其在压力传感器中的应用研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 本实验所用主要原料及试剂
5.2.2 本实验所用主要制备仪器
5.2.3 样品制备过程
5.2.4 材料性能表征
5.3 多孔弹性电介质的结构与电学性能
5.3.1 多孔弹性电介质的结构和组成
5.3.2 Graphite/BaTiO3/PDMS电介质的介电性能
5.3.3 多孔Graphite/BaTiO3/PDMS弹性电介质的机械与介电性能
5.4 多孔弹性电介质在电容式压力传感器中的应用
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间撰写的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
附录3 攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
本文编号：4034859
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