تحضير أغشية مركبة من PVDF مع أسلاك نانوية من أكسيد الكالسيوم متعدد المعادن ودراسة أداء الاستشعار القابل للارتداء

Ying-shuo Xiong ,  

Xin Liu ,  

Mei-wen Cao ,  

摘要

تُعد بوليفينيليدين فلورايد (PVDF) مادة أساسية في البلمرات الكهروضغطية المرنة، حيث تعتمد خصائصه الكهروضغطية بشكل كبير على محتوى الطور ββ، ويصعب تكوين الطور ββ بشكل فعال وثابت تحت الظروف التقليدية، مما يحد من تطبيقه في مجالات الاستشعار القابل للارتداء. لتحقيق تحفيز واستقرار فعال للطور ββ في PVDF، اختار هذا البحث أسلاك نانوية شبه وحيدة الذرة من أكسيد الكالسيوم متعدد المعادن (Ca-POM SNWs) ذات قطر أقل من 1 نانومتر كمادة مالئة وظيفية، واستخدم طريقة الغزل الكهربائي لتحضير أغشية مركبة من PVDF/Ca-POM بتركيزات مختلفة، ودرس النظامي تأثير تخفيف Ca-POM على البنية المجهرية، وتركيب الطور الكريستالي، والخصائص الميكانيكية والاستجابة الكهروضغطية للأغشية المركبة، وبناءً على الأغشية المركبة ذات الأداء الأمثل تم تصميم حساسات كهروضغطية مرنة قابلة للارتداء، وتم تقييم استقرارها البيئي وإمكانات تطبيقها في استشعار الإشارات البشرية. أظهرت النتائج التجريبية أن أسلاك Ca-POM SNWs تُحفز تحول الطور αα إلى الطور ββ في PVDF من خلال تفاعلات واجهة قوية، مما رفع محتوى الطور ββ في الأغشية المركبة من 62.6% في PVDF النقي إلى 81.0%. في نفس الوقت، بلغت مقاومة الكسر والليونة للأغشية المركبة 4.69 ميغا باسكال و170 ميجا جول/متر مكعب على التوالي، وزاد جهد الخرج الكهروضغطية بنسبة 1300% مقارنة بأغشية PVDF النقية. حافظ الحساس الكهروضغطي المرن المصنوع من أغشية PVDF/Ca-POM على استجابة كهربائية مستقرة في درجات حرارة تتراوح بين -40 و80 درجة مئوية، ورطوبة نسبية تتراوح بين 30% و80%، وبيئة تحاكي العرق، وكانت أوقات الاستجابة والاسترجاع 150 و90 مللي ثانية على التوالي، مما يتيح رصدًا دقيقًا وفوريًا لإشارات وحركات متعددة في أجزاء الجسم مثل الأصابع والمعصم والكوع والحلق. يوفر هذا البحث آلية جديدة لتنظيم تحول الطور الكريستالي في PVDF باستخدام مواد مالئة نانوية أحادية البعد، ويقدم فكرة جديدة وأساسًا تجريبيًا لتطوير مواد حساسية كهروضغطية مرنة عالية الأداء قابلة للارتداء.

关键词

أسلاك نانوية;حساس كهروضغطي;تنظيم الطور ββ;الاستقرار البيئي;حساسات قابلة للارتداء

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website