导　　师： 王慧

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 近年来,石墨烯复合传感材料被广泛应用在应变传感器中。特别随着当今科技的发展,可穿戴设备、柔性屏幕、机器人电子皮肤以及柔性应变传感器的问世对传感材料的要求越来越严苛。而柔性应变传感材料作为应变传感器中的重要组成部分,是监测应力应变的关键所在。当前的电阻型应变传感材料的原理是:材料在受到应力或形变后结构变化导致电阻变化,撤去应力后结构电阻恢复原来的状态。传统的石墨烯/聚合物柔性应变传感材料（尤其是块状气凝胶压缩材料）中引入大量柔性高分子,因此很难兼顾材料的弹性和导电性。除此之外,材料的压缩抗疲劳特性（压缩循环次数）以及传感材料的电信号稳定性也有待提高。在弯曲传感方面,具有高弯曲灵敏度、高导电性（低驱动电压）和弯曲稳定性的传感材料仍然是研究的热点和难点。本文首先以325目的鳞片状石墨通过化学氧化法制备了氧含量高达47.11 wt%,碳氧含量质量比为1.03的氧化石墨。含有大量羟基、羧基、环氧基的氧化石墨可以在去离子水中通过超声作用均匀分散,并得到了层数在6层以内的氧化石墨烯（GO）片。然后在制备石墨烯/羧甲基纤维素（GE/CMC）可压缩电阻式应变传感气凝胶之前,我们首先通过zeta电位分析以及气凝胶的成型情况确定了GO水分散液的浓度为5mg/m L。通过控制CMC的添加量改变复合气凝胶的柔弹性和孔洞结构,并经过水合肼蒸气还原后,优选出孔洞结构均匀致密且具有较好压缩回弹性的GE/CMC-2导电气凝胶作为压缩应变传感材料进行传感性能测试。结果表明,可压缩的GE/CMC-2气凝胶在70%压缩应变条件下的电导率为86.73 S/m,并且气凝胶在经过上千次的疲劳压缩测试后的电导率值仍然比较稳定;在4000次50%应变的循环压缩测试后,材料的相对电阻信号曲线比较规律,并且无明显的变形;70%�

关 键 词： 石墨烯 气凝胶 薄膜 传感材料

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