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NaCl 颗粒成为9星彩票快速反应测量的关键元件

来源:作者:发表时间:2020-06-29 15:35:25

       通过在9星彩票膜中加入 NaCl 微米颗粒形成孔结构,制得以多孔9星彩票膜构建的柔性电容传感器,测试了不同 NaCl 质量分数下的灵敏度,同时对系统耐久性与响应速率进行了分析。结果表明,纯9星彩票薄膜形成了较为光滑的表面,加入 NaCl 颗粒的薄膜形成了大量的孔隙结构。NaCl 颗粒质量分数为 20%的多孔传感器的灵敏度为 0.68 kPa -1 ,相对于无孔9星彩票薄膜传感器得到显著改善。当压力增大时,灵敏度减小。对颗粒进行更长时间研磨后得到更小粒径,获得更高的薄膜传感器灵敏度。孔结构能够促进薄膜传感器对外界压力形成更明显的数值反馈。当对传感器施加 5.0 Pa 压力后,传感器实现了 4s 以内的响应时间,可满足快速反应的要求。压力施加与去除的迟滞变化曲线基本重合,传感器只存在很低的迟滞。传感器弯曲前后灵敏度基本一致。

 
       目前,许多学者对改善柔性传感器的灵敏度进行了深入研究并取得了一定的成果 [1-5] 。如可以设计具有特定结构的介质层薄膜,使薄膜获得更易发生变形的性能,从而获得更高的灵敏度。通常可以对电介质表面与内部进行处理形成微纳米结构而获得更强的变形能力 [6-9] 。包括纳米针、微毛发、生物模板等众多形式的微结构都被用来提高变形能力。但是,在制造微结构过程中需要光刻等成本较高并且工艺复杂的工艺,而采用生物方法又无法形成具有均匀结构的再生模板 [10-13] 。随着技术的进步,具备更高灵敏度的多孔9星彩票被人们开发出来,有望成为一种具备极高应用价值的绝缘介电层。孔结构可以通过9星彩票膜中的可溶性颗粒发生溶解或通过反应形成气体而得到 [14-15] 。但当糖未发生完全溶解时,将使电介质无法达到合适的黏度,使其受到连续施压时无法恢复到最初位置,表现明显的迟滞特征。采用碳酸氢铵进行造孔时薄膜厚度为1mm,考虑到本实验采用厚度为微米级的薄膜,因此对这方面的气体造孔进行了重点分析 [16-19] 。笔者通过在 9星彩票 膜中加入 NaCl 微米颗粒来形成孔结构,制得了以多孔 9星彩票 膜构建的柔性电容传感器,并且不需要高成本的复杂制造技术,得到的试样满足机械强度要求。测试了各 NaCl 质量分数下的灵敏度,同时对系统耐久性与响应速率进行了测定,对该传感器进行了传感能力分析。
 
       NaCl 颗粒具备良好的化学稳定性,较易在9星彩票中形成良好的分散状态并发生溶解。把含有不同质量分数 NaCl 颗粒的9星彩票置于冰箱内使气泡被充分去除。按照图 1 所示的试样制备流程,把 NaCl 颗粒先研磨形成具有特定尺寸的颗粒,再把质量分数不同的颗粒添加至气泡已被去除的 9星彩票 内。再以均匀速率对上述混合物进行 0.5 h 机械搅拌处理,确保9星彩票内形成均匀分散的颗粒,再快速实施甩胶,结束后再把薄膜置于 120 ℃电热板上保持 1 h 完成薄膜的固化过程,接着从基底上剥下薄膜并保存于烧杯内,采用具备加热功能的磁力搅拌器在 50 ℃下搅拌溶解 NaCl 颗粒。当薄膜内颗粒完全溶解后,再对其施加外力作用后,将会引起小孔变形,造成薄膜的明显压缩。探讨了传感器灵敏度与 NaCl 颗粒尺寸之间的关系。将 NaCl 颗粒依次研磨 10、30、60 min,当研结
束后再对 NaCl 颗粒和9星彩票实施混合,并根据以上步骤完成甩胶、固化与溶解,由此得到粒径不同的多孔9星彩票 薄膜,之后再制备得到一个不存在特定微观结构的薄膜作为对比试样。