阵列型ZnO/P(VDF-TrFE)柔性压电材料的层次化构建及触觉传感特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61801403
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0123.敏感电子学与传感器
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Due to the advantages of fast response, high sensitivity and good linearity, the piezoelectric sensor has a good application prospect in the field of electronic skin tactile sensing. The complementary use of high electrical properties of piezoelectric ceramics and good mechanical flexibility of piezoelectric polymer combined with micro/nano pattern modification technology allows us to construct a tactile sensor based on hierarchical ZnO/P(VDF-TrFE) composites supported on the flexible substrate, and hence simultaneously reconcile the contradiction between electrical properties and mechanical flexibility of piezoelectric tactile sensor. The present research focuses on the hierarchical design of ZnO/P(VDF-TrFE) piezoelectric composite materials and the fabrication of flexible devices. We will study the effect of hierarchical structure design on the piezoelectric properties and mechanical properties of the composites, investigate the relationship between the parameters of micro/nano pattern and the electrical properties of the laminate, reveal the synergistic effect of piezoelectric properties between piezoelectric ceramics and polymers, and further clarify the mechanism of controling the electrical properties and mechanical properties of piezoelectric composite materials through micro/nano pattern modification, which will provide a guidance and reference for the design of new flexible electronic skin tactile.
压电式压力传感器由于响应速度快、灵敏度高、线性度好等优点,在电子皮肤触觉传感领域表现出良好的应用前景。本项目针对压电式触觉传感器电学性能与力学柔韧性相互矛盾的关键问题,立足于ZnO/P(VDF-TrFE)压电复合材料的层次化设计及柔性器件制备,综合利用ZnO纳米棒有序阵列的高电学性能和聚合物的强力学柔韧性,并结合微纳图案修饰技术,研制基于层次化ZnO/P(VDF-TrFE)压电复合材料的柔性触觉传感器阵列。项目将系统研究具有3D层次结构的微纳图案化ZnO/P(VDF-TrFE)柔性压电复合材料的可控构筑,深入分析ZnO纳米棒有序阵列与P(VDF-TrFE)的界面作用关系,揭示不同维度ZnO与聚合物间的力电耦合协同作用规律,阐明微纳图案化设计和层次化复合结构构建对提升ZnO/P(VDF-TrFE)复合材料压电性和力学柔韧性的调控机理,从而为柔性电子皮肤触觉传感器设计和制备提供一定的科学依据。

结项摘要

针对压电式触觉传感器电学性能与力学柔韧性相互矛盾的关键问题,本项目综合利用ZnO纳米棒有序阵列的高电学性能和聚合物的强力学柔韧性,并结合微纳图案修饰技术,研制了基于层次化ZnO/P(VDF-TrFE)压电复合材料的柔性触觉传感器阵列。本项目系统地研究了具有3D层次结构的微纳图案化ZnO/P(VDF-TrFE)柔性压电复合材料的可控构筑,深入分析了ZnO纳米棒有序阵列与P(VDF-TrFE)的界面作用关系,揭示了不同维度ZnO与聚合物间的力电耦合协同作用规律,从而为柔性电子皮肤触觉传感器设计和制备提供一定的科学依据。项目执行过程中发表SCI论文12篇,其中ESI热点论文1篇,ESI高被引论文4篇,封面论文2篇,申请国家发明专利5项,获授权3项,参加国际及国内学术会议12人次,培养博士生2人(1人已毕业)、硕士生5人(2人已毕业),达到了项目预期的研究目标。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Hierarchically Microstructure-Bioinspired Flexible Piezoresistive Bioelectronics.
分层微结构仿生柔性压阻生物电子学。
  • DOI:
    10.1021/acsnano.1c01606
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ACS nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Tao Yang;Weili Deng;Xiang Chu;Xiao Wang;Yeting Hu;Xi Fan;Jia Song;Yuyu Gao;Binbin Zhang;Guo Tian;Da Xiong;Shen Zhong;Lihua Tang;Yonghe Hu;Weiqing Yang
  • 通讯作者:
    Weiqing Yang
Controllable in-situ-oxidization of 3D-networked Ti3C2Tx-TiO2 photodetectors for large-area flexible optical imaging
用于大面积柔性光学成像的 3D 网络 Ti3C2TX-TiO2 光电探测器的可控原位氧化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Nano Energy
  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
    Da Xiong;Weili Deng;Guo Tian;Binbin Zhang;Shen Zhong;Yanting Xie;Tao Yang;Haibo Zhao;Weiqing Yang
  • 通讯作者:
    Weiqing Yang
Hierarchically structured PVDF/ZnO core-shell nanofibers for self-powered physiological monitoring electronics
用于自供电生理监测电子器件的分层结构PVDF/ZnO核壳纳米纤维
  • DOI:
    10.1016/j.nanoen.2020.104706
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Nano Energy
  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
    Yang Tao;Pan Hong;Tian Guo;Zhang Binbin;Xiong Da;Gao Yuyu;Yan Cheng;Chu Xiang;Chen Ningjun;Zhong Shen;Zhang Lei;Deng Weili;Yang Weiqing
  • 通讯作者:
    Yang Weiqing
Structurally Unraveling the Photocarrier Behavior of Cu2O/ZnO Heterojunction Photodetectors
从结构上揭示 Cu2O/ZnO 异质结光电探测器的光载流子行为
  • DOI:
    10.1021/acsphotonics.1c01490
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    ACS Photonics
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Shen Zhong;Da Xiong;Binbin Zhang;Xiao Yang;Tao Yang;Guo Tian;Hongrui Zhang;Weiqing Yang;Weili Deng
  • 通讯作者:
    Weili Deng
Rich lamellar crystal baklava-structured PZT/PVDF piezoelectric sensor toward individual table tennis training
富层状晶体果仁蜜饼结构 PZT/PVDF 压电传感器用于个人乒乓球训练
  • DOI:
    10.1016/j.nanoen.2019.03.013
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Nano Energy
  • 影响因子:
    17.6
  • 作者:
    Tian Guo;Deng Weili;Gao Yuyu;Xiong Da;Yan Cheng;He Xuebing;Yang Tao;Jin Long;Chu Xiang;Zhang Haitao;Yan Wei;Yang Weiqing
  • 通讯作者:
    Yang Weiqing

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其他文献

基于超声技术轮轨接触状态监测的数值模
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    西南交通大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    邓维礼;肖南;永远
  • 通讯作者:
    永远
超声波在轮轨材料中传播的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    西南交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓维礼;永远
  • 通讯作者:
    永远

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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