基于离子液体的可拉伸透明传感材料制备研究文献综述
摘要:将无机导电填料与柔性高分子复合,可以制备得到应变传感材料。然而,通常使用的无机导电填料为碳系纳米粒子,与柔性高分子复合后颜色较深,限制了其应用。离子液体的不挥发,不易燃和高导电率等特性,受到人们的广泛关注。采用透明离子液体作为导电填料,与柔性高分子复合制备夹心结构,从而得到可拉伸透明传感器。可拉伸透明传感器对应变和压力有较高的灵敏性,其在触摸传感器、能量收集设备、加热器、摩擦起电发生器、神经电路、电致变色设备和生物医学检测设备中具有重要应用潜力。本篇文献综述介绍了研究背景、研究现状等。
关键词:可拉伸; 透明;离子液体;传感器
一、文献综述
1.研究背景
离子液体是由正、负离子组成的,在室温或室温附近呈现液体状态的有机熔融盐。离子液体具有蒸汽压低、电导率高、电化学窗口宽、热稳定性好等独特的物理化学性质,已经引起学术界和工业界的兴趣与广泛关注。聚离子液体是指由离子液体单体聚合生成的,在重复单元上具有阴、阳离子基团的一类离子液体聚合物,兼具离子液体和聚合物的优良性能。按照化学结构,聚离子液体可分为以下几类:(1)聚阳离子型离子液体,即阳离子以共价键与聚合物主链相连;(2)聚阴离子型离子液体,即阴离子以共价键与聚合物主链相连;(3)两性型聚离子液体,即阳离子和阴离子都通过共价键与聚合物主链相连。由于聚离子液体兼具离子液体与聚合物的优点,并且克服了离子液体的流动性,因而近年来成为高分子科学领域研究的热点之一。
可拉伸透明传感器对应变和压力有较高的灵敏性,其在触摸传感器、能量收集设备、加热器、摩擦起电发生器、神经电路、电致变色设备和生物医学检测设备中具有重要应用潜力。对于纳米级高透明光伏能量收集发电机,高透明特性被认为是有效收集光能的关键,具有高透明性的传感器在传输电信号的同时不会阻碍光信号。同时,高度透明且高导电的单层电极作为生物传感器使用时,能够正确放置在目标位置以便连续性监测。
2.研究现状
目前,可拉伸应变传感器已经有大量报道。基于固体材料的电子皮肤应变传感器已经有了相当大的发展。将TiO2-Si薄膜,石墨烯,金属纳米线和碳纳米管(CNT)与弹性体或织物结合在一起,可得到具有高灵敏度和大的应变检测范围应变传感器。基于SiC或ZnO纳米纤维的应变传感器可以检测的最小应变低至0.03%。然而,这类应变传感器有一最大缺点是其不透明性,这一缺陷限制了其在众多领域的应用[3]。
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