掺杂聚二乙炔的微纤维制备与性质研究

摘要

聚二乙炔(PDA)材料因其准一维共轭的高分子骨架具有独特的环境响应性，在光波导、光电传感、仿生学等领域具有广泛的应用前景。本论文工作主要分为两部分:聚二乙炔/聚苯乙烯(PDA/PS)静电纺丝微纤维阵列模拟昆虫复眼自然感杆束结构及聚二乙炔/聚二甲基硅氧烷(PDA/PDMS)微纤维用作柔性传感器。
　　大多数昆虫眼睛的视觉色素是二向色性的（即根据其极化轴不同吸收不同的光），这赋予了他们在天空中惊人的导航能力。在过去的几年中，有大量的研究集中在人造生物光学系统，包括“复眼”数码相机和人工复眼等，然而关于制造昆虫复眼的感光细胞---偏振敏感的人工感杆束的研究还很少。文中我们制造了PDA/PS静电纺丝微纤维，证明PDA/PS微纤维表现出极强的极化波导特性，这个现象依赖于PDA主链在纤维内的有序排列，且与传播距离或激发光的波长无关。此外，三根具有不同极化波导行为的PDA/PS微纤维可以组装在一起来模仿昆虫眼睛的自然感杆束阵列，单根PDA/PS微纤维的物理尺寸，结构，功能可与自然感杆相媲美。
　　传感器被誉为人的感官，我们现在的生活已经离不开它，但是现有传感器因材料本身性质的限制，不能被任意塑型，所以柔性传感器成为当今的热门研究领域。微纤维因其具有体积小、质量轻、灵敏度高等优点，相比于传统的传感器，更易微型化、集成化和分布式感知，在电子皮肤、生物医药、可穿戴设备、航空航天等领域都将有广泛应用。聚二甲基硅氧烷(PDMS)易于在空气的界面上浓缩，使得材料有疏水的自保护涂层，可用于生产纤维。我们设计了一种掺杂PDA的PDMS纤维，在不同的拉力条件下，其极化波导特性会随之改变，拉伸长度越长，其荧光极化程度越大，且极化方向发生变化，为柔性光传感器件制备提供了基础。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 昆虫复眼及静电纺丝技术简介

1．2．1 昆虫复眼结构与功能

1．2．2 昆虫复眼仿生现状

1．2．3 静电纺丝技术简介

1．3 柔性传感器研究现状

1．3．1 柔性可拉伸半导体传感器研究现状

1．3．2 PDMS材料应用现状

1．3．3 直接拉伸法制纤维技术简介

1．4 研究内容

参考文献

第二章 PDA／PS电纺微纤维阵列模拟昆虫复眼自然感杆束

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 原料与试剂

2．2．2 PDA／PS电纺微纤维的制备

2．2．3 微纤维阵列的制备

2．3 仪器与设备

2．4 结果与讨论

2．4．2 PDA／PS电纺微纤维光波导行为研究

2．4．2 微纤维阵列模拟昆虫复眼自然感杆束

2．5 小结

参考文献

第三章 PDA／PDMS微纤维的制备与性质研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 原料与试剂

3．2．2 PDA／PDMS微纤维的制备

3．2．3 PDA／PDMS微纤维拉伸样品的制备及测试

3．2．4 PDA／PDMS微纤维扭转样品的制备

3．2．7 PDA／PDMS微纤维光学性能测试

3．3 仪器与设备

3．4 结果与讨论

3．4．1 PDA／PDMS微纤维表征

3．4．2 PDA／PDMS微纤维力学性质研究

3．4．3 PDA／PDMS微纤维光波导性质研究

3．5 小结

第四章 论文总结与展望

4．1 主要工作

4．2 展望

致谢

在读期间发表学术论文及取得研究成果