电子智能纺织品用柔性器件研究进展

1、电子智能纺织品用柔性(ru xn)器件研究进展张瑞共二十一页1、前言1.1 智能纺织品概述1.2 工作过程1.3 技术构成2、柔性器件2.1 柔性传感器2.2 柔性显示器2.3 柔性触控装置2.4 柔性电池2.5 其它柔性器件3、结语共二十一页1、前言1.1 智能纺织品概述 智能纺织品是基于仿生学概念，能够模拟生命系统，并且具有对外界刺激感知和反应的能力，能够实现自检测、自诊断、自调节和自修复等多种特殊功能的一种高科技纺织(fngzh)产品。电子智能纺织品电子技术通讯人工智能传感共二十一页1.2 工作过程 电子智能纺织品的核心要素是感知、反馈、响应，当纺织品所处的外界环境发生变化时，传感器及时

2、感知到其变化，并将变化所产生的信号通过信息处理器作出判断处理，再将处理后的信息传输给驱动部分，最后驱动部分根据得到的信息对纺织品材料作出相应的调整(tiozhng)，以适应外界环境的变化。环境变化传感部分处理器处理器材料改变响应反馈感知共二十一页微型器件柔性器件供电电源导电材料连接技术1.3 技术(jsh)构成共二十一页2、柔性器件 柔性电子(dinz)器件是电子(dinz)智能纺织品的基本组成，目前对于柔性器件的研究主要，根据其功能的不同，大致可以分为柔性传感器、柔性显示器、柔性键盘、柔性电池和其他柔性器件几大类。智能纺织品柔性器件柔性传感器应力传感器柔性显示器可卷曲显示器柔性触控装置织物键

3、盘柔性电池超级电容其它柔性器件微带天线共二十一页2.1 柔性(ru xn)传感器 应力传感器是柔性电子器件中应用最为广泛的一种柔性传感器，因其柔软而具有弹性的特性成为许多柔性电子器件的重要组成部分。其工作原理是通过各种介质在受力后物理化学性能的变化，将所受力的大小转化为电信号，输入处理器中。用应力(yngl)传感器做手指弯曲度检测共二十一页 侯玉群等人先用液相化学还原法制备了直径为80nm，长度为330m的纳米银线。然后(rnhu)以聚二甲基硅氧烷（PDMS）为弹性衬底，采用相纸原位固化方式将制作出弹性电极。最后利用聚二甲基硅氧烷分子之间的范德华力，将两片电极贴合在一起，电极之间以高分子薄膜作

4、为介电层，制备出新型柔性压力传感器。 据报道该方法制成的应力传感器，传感灵敏度高达3.78kPa-1 ，能够检测到最低52mg（3.4Pa）的压力。（a）银纳米线应力(yngl)传感器概念图银纳米线应力传感器（b）银纳米线应力传感器实体图共二十一页 Gereon H. Bscher等人研发了一种触觉传感手套。先用氯化铁溶液(rngy)蚀刻出手套形状的外电极层，再将54个压电生物传感器嵌进电极层中，最后将安有传感器的电极层织入手套中，制得触觉传感手套。（a）手握苹果(pnggu)（b）检测到应力大小触觉传感手套做握持苹果实验触觉传感手套共二十一页2.2 柔性显示器 柔性显示器主要是应用柔性电子技

5、术，用有机材料取代(qdi)以前的无机材料，将柔性显示介质电子元件与材料安装在有柔性或可弯曲的基板上，使得显示器能够弯曲或卷曲成任意形状，在厚度上变薄，质量上变轻，外观多变且随意，真正实现方便携带和柔软可弯曲等。笔状可卷曲(jun q)显示器共二十一页 Fern M. Kelly等人先将苯胺单体附着到黏胶或PET非织造布（黏胶或聚丙烯晴）的表面，然后使其固化得到聚苯胺非织造布复合材料(f h ci lio)。再将复合材料夹在上下电极之间形成三明治结构。当给电致变色两端加上3V的电压时，可以观察到聚苯胺非织造布复合材料从绿色到蓝色的可逆的颜色变化。PET/ITO复合材料导电玻璃聚苯胺-非织造布复

6、合材料银或炭黑沉积的PET织物基板柔性有机电致变色(bins)器件 三层复合结构示意图共二十一页2.3 柔性(ru xn)触控装置 柔性触控装置是一种交互式智能纺织品，它对电子产品在纺织品和服装中功能的实现、柔软化目前传统的硬接口(ji ku)以及机器人的传感等方面的应用有着积极的意义。 典型的柔性触控装置有织物键盘和柔性开关。 共二十一页 织物键盘主要分为三层，上层和下层为核心电路层，上面排列着和键盘按键顺序相同的电极。中间层为绝缘层，留有镂空的孔眼，孔眼与上下层电极的位置相对应，保证在按压时为上下层提供导电通道，上下电极层都与外接的触控装置相连(xin lin)。除了主要的三层结构，还可以

7、在上层电极的外层增加一层有凸起按键的覆盖层，在下层电极的外层增加一层覆盖层，用来保护电极。织物(zhw)键盘织物键盘结构图共二十一页 王旗等用光固化聚合物材料（NOA），结合半导体工艺制备得到了硅基脊形波导器件和马赫-曾德尔（M-Z）型热光开关器件。据报道(bodo)，在1550nm波长下，硅基脊形波导的插入损耗为8.3dB；M-Z型硅基热光开关器件的消光比为11dB，驱动功率为85mW，开关上升时间为1.085ms，下降时间为489.5s。柔性(ru xn)开关 柔性热光开关器件实物图共二十一页2.4 柔性(ru xn)电池 柔性电池作为电子产品的储能器件，是电子智能纺织品的重要组成部分。因

8、为电子智能纺织品没有持续供电电源，所以人们希望携带的电池能储存足够多的电量，来保证工作的顺利完成。当前，国内外研究人员主要将研究重点放在柔性电池超级电容器的开发上。 超级电容器主要由正负电极、隔膜和电解液组成。两电极之间充满电解液，而电介质被隔膜（一种能阻止电子传输但允许离子(lz)通过的半透膜）取代。共二十一页 陈万军等人用3D石墨烯制备了如图13所示柔性超级电容器。首先用化学(huxu)气相沉积（CVD）法生长石墨烯，进一步得到3D石墨烯，然后用气相沉积法在石墨烯的表面沉积MnO2制备柔性的3DG/ MnO2复合电极。最后，将复合电极夹于聚合物隔膜两侧，外围用PET塑料包裹，制得了对称超级

9、电容。柔性对称超级(choj)电容器示意图及光学照片共二十一页 Goli Nagaraju等人用电化学沉积将Co3O4纳米片阵列（NPAs）沉积在柔性衬底上，再通过一个简单的热处理工艺，制备得到柔性导电织物（FCFs）。据报道，Co3O4纳米片阵列覆盖的导电织物表现(bioxin)出良好的电容特性，在1A/g的电流密度下，导电织物的比电容最高为145.6F/g；在3A/g的电流密度下，经过1000次循环充放电后，仍具有优异的电势保持能力。Co3O4 NPAs柔性导电(dodin)织物共二十一页2.5 其它柔性(ru xn)器件 李冰等人以特殊方法制得的镀铜层作为辐射层，纯棉机织斜纹织物作为绝缘

10、介质层，裁剪成一定(ydng)规格的铜箔作为接地层，将三层用粘胶粘结后，插入SMA接头并固定，制得柔性微带天线。据报道，该方法制得的微带天线可工作在 2.45GHz 频率上，并且介质层厚度的变化，对微带天线回波损耗的影响较小。柔性微带天线组装示意图微带天线共二十一页3、结语(jiy) 集成电路技术(jsh)、计算机技术(jsh)以及复合材料研发技术(jsh)的成熟，使作为信息载体的各种微电子器件都已经实现了柔性化，用于电子智能纺织品柔性器件的种类越来越多，稳定性也越来越好。相信随着纳米技术(jsh)和生物技术(jsh)的发展，柔性器件将逐渐向微小化，可植入的方向发展，电子智能纺织品的开发也将有

11、更广阔的空间。共二十一页PPT模板下载：/moban/ 行业(hngy)PPT模板：/hangye/ 节日PPT模板：/jieri/ PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/ PPT图表下载：/tubiao/ 优秀PPT下载：/xiazai/ PPT教程： /powerpoint/ Word教程： /word/ Excel教程：/excel/ 资料下载：/ziliao/ PPT课件下载：/kejian/ 范文下载：/fanwen/ 试卷下载：/shiti/ 教案下载：/jiaoan/ 谢谢(xi xie)！共二十一页内容摘要电子智能纺织品用柔性器件研究进展。侯玉群等人先用液相化学还原法制备了直径为80nm，长度为330m的纳米银线。然后以聚二甲基硅氧烷（PDMS）为弹性衬底，采用相纸原位固化方式将制作出弹性电极。Gereon H. Bscher等人研发了一种触觉传感手套。Fern M. Kelly等