电容式柔性压力传感器的性能优化原理及研究进展

作为可穿戴电子器件的重要分支，柔性压力传感器在人机交互、健康监测等方面具有广阔的应用前景。随着新型材料与新的器件制备策略的不断开发，柔性压力传感器的力学与电学性能不断被优化以适应不同的应用需求。相较于其他传感器，电容式柔性压力传感器具有灵敏度高、功耗低、响应快的优势。电容式柔性压力传感器的性能优化主要通过改变器件的结构参数来实现，如电极有效正对面积、电极间距、有效介电常数等。主要方法策略包括新型纳米材料的应用、新型微结构设计和新型复合材料的开发。主要优化原理有四种：（1）通过改变电极表面粗糙度来改变电极有效正对面积；（2）在电极或介电层中引入空气层以降低弹性模量；（3）在介电层中引入空气或高介电常数材料来改变有效介电常数；（4）通过复合材料在介电层中形成微电容以改变总体电容变化。在电容式柔性压力传感器的性能优化研究中存在一个共性问题，即高灵敏度与宽检测范围之间总是存在一种制约关系。在一定压力范围内，尤其是低压范围，灵敏度提升往往会使器件较易达到压缩饱和而使检测范围有限，即线性度较差。近年来，研究者们着眼于高灵敏度与宽检测范围之间的制约问题，对介电层的梯度结构设计及混合响应机制进行探索，...     

SnO2纳米片阵列的制备及其在新能源器件领域的研究

SnO_2纳米片阵列作为一种具有独特介孔结构的三维纳米材料,不仅具备SnO_2纳米片具有大的比表面积,规则有序的孔道结构,狭窄的孔径分布特点,其三维立体结构也提高了材料的电化学性能,具有极好的导电、氧化和催化性能,是理想的储能电池电极材料和生物传感器的检测材料。综述以各种制备高质量,大比表面积SnO_2纳米片阵列的方法及其在新型能源器件方面的应用现状为主,并对其未来发展趋势进行了展望。     

模板法制备一维聚合物纳米材料的研究进展

一维聚合物纳米材料具有特殊的结构和性能，在纳米器件、药物释放、纳米传感器等方面有应用前景。采用模板法可以制备结构可控、排列规整的一维聚合物纳米材料。通常选用具有纳米孔洞的多孔膜作模板，通过在模板孔洞中进行电化学或化学聚合，或将聚合物的溶液或熔体引入孔洞中进行制备。文中综述了近年来采用模板法制备一维聚合物纳米材料的研究进展。     

粉体材料与分散方法(一)

<正>单壁碳纳米角(SWNHs)是一种类似于单壁碳纳米管(SWNTs)的新型纳米材料。自1999年被发现以来,因其独特的结构已成为研究热点。SWNHs的比表面积大,可以应用于气体吸附和固相萃取等;由于其独特的光电学性质,可以构建碳纳米角修饰电极,应用于电化学生物传感器领域和构建新型荧光传感器等。1.单壁碳纳米角是什么单壁碳纳米角(SWNHs)是一种类似于单壁碳纳米管(SWNTs)的新型纳米材料。自1999年被发现以来,因其独     

纳米材料在SPR生物传感器中的应用进展

目的研究纳米材料在SPR生物传感器中的应用进展。方法介绍表面等离子共振(SPR)原理和近几年来纳米材料在SPR生物传感器中的应用研究现状,并重点综述常见的几种纳米材料(包括金纳米粒子、金纳米棒、银纳米粒子、磁纳米粒子、石墨烯和量子点)在SPR生物传感器中的应用新进展。结果 SPR生物传感器是对表面折射率变化敏感的一项分析技术,然而,传统的SPR传感器无法检测极小的折射率变化,这就阻碍了其在超灵敏检测中的应用。结论采用纳米材料提高SPR检测灵敏度和特异性是SPR技术发展的必然趋势。     

二维纳米材料在柔性压阻传感器中的应用研究进展

随着柔性压力传感器在可穿戴电子设备、电子皮肤等领域的快速发展,研究制备高灵敏度、低检测限、宽感应范围的高性能柔性压阻传感器成为一种必然趋势.为了获得高性能的柔性压阻传感器,需要在导电敏感材料的选择和传感器微纳结构的设计上进行一系列的创新.二维纳米材料凭借其独特的结构和优异的性能,成为柔性压阻传感器导电敏感材料的良好选择.本文综述了几种类型的二维纳米材料压阻传感器,介绍了二维纳米材料柔性传感器的微纳米结构的创新及发展,最后针对当前研究面临的问题提出了解决方法并对其今后的发展方向进行了展望.     

一维V2O5纳米材料的性质及其应用进展

本文综述了不同形态的一维V2O5纳米材料（包括纳米线、纳米棒、纳米管、纳米带）的电、磁、电化学以及光学性质，及其在传感器与致动器、场效应管（FET）、金属-绝缘体-半导体（MIS）结构、Li离子电池电极、超级电化学电容器、电致变色器件、纳米光刻模板等方面的应用，并对一维V2O5纳米材料的未来发展方向进行了展望。     

基于AAO模板的高聚物纳米阵列薄膜的研究进展

纳米材料是指特征尺寸或晶体尺寸在纳米级的一种超细材料,是由极其细小的颗粒所组成的固体材料。纳米材料因其纳米尺寸和大比表面积等特点,具有许多独特的物理性质和化学性质,被广泛应用于陶瓷、催化、光学、生物医学、环境保护等领域。纳米材料根据规整程度分为规整纳米材料和非规整纳米材料。非规整纳米材料,如静电纺丝制备的纳米纤维材料,具有较高的长径比,而准确地控制纳米材料的直径或者制备直径小于100 nm的纳米材料仍有较大的困难,并且非规整材料具有较低的结构取向性。而规整纳米材料多以阵列的形式呈现,如纳米棒、纳米柱、纳米纤维、纳米球以及核壳包覆等特殊结构,具有结构高度有序、尺寸一致、结构分布均匀等优点。纳米材料的制备方法根据制备手段主要分为物理法(物理粉碎法和物理凝聚法)和化学法(沉淀法、溶胶-凝胶法、模板合成法、自组装法)。模板合成法可以精确控制纳米材料尺寸而且模板可以大量复制,因此,规整纳米材料的制备多采用模板合成法。近年来,以高聚物纳米阵列为敏感元件制备的柔性传感器、纳米发电机、超级电容器和生物医学检测器件等因具有高灵敏度、高精度和小型化等优点而备受关注。本文对多孔阳极氧化铝(AAO)模板和高聚物纳米阵列薄膜的制备方法进行了系统的概述,并对高聚物纳米阵列制备方法的优缺点和应用进行了归纳,还探讨了高聚物纳米阵列的现存问题和应用前景,为AAO模板和高聚物纳米阵列薄膜的制备及应用提供了参考。     

纳米材料

正特殊纳米导线可作透明电极据报道,俄罗斯托木斯克工业大学与中国和德国专家共同研发出一种特殊的纳米导线。依据这种纳米导线特性,可以将其作为特殊的透明电极用在柔性电子产品和太阳能产品上。这一研发成果是根据纳米结构合成的新研究方法。相关研究成果发表在《纳米材料》期刊上。托木斯克工业大学亚欧人员表示,由纳米导线组成的柔性电极是一种透光     

磁性微/纳米材料吸附环境污染物的研究进展

就功能化铁氧化物、磁性微/纳米碳材料、磁性介孔氧化硅材料以及其它磁性微/纳米材料吸附环境污染物的应用进行评述.     

Tuning peculiar antimony micro- and nano-morphology via a novel electrodeposition approach

Antimony (Sb) microspheres composed of antimony nanoplates or nanoparticles were synthesized via a novel electrodeposition technique onto the top surface of porous anodic alumina membrane (AAM) after the growth of antimony nanowires. The two kinds of morphologies could be controlled by altering the experimental parameters, and the size of the nanoplates could also be tuned by adjusting the deposition potential. Besides, the micro- and nano-structure had relative narrow size distribution. Based on the experimental results, the possible growth mechanism was also proposed briefly. The method demonstrated here extends the application of AAM and can be used to synthesize other micro- and nano-structured materials.     

Innovative aspects in thin film technologies for nanostructured materials in gas sensor devices

This work reports on the use of two innovative techniques in the field of gas sensors for preparing nano-structured materials: sol-gel and supersonic cluster beam deposition. By means of sol-gel, nano-structured In₂O₃ thin films have been prepared and deposited under different deposition parameters on silicon wafer. In this way the results have shown a good compatibility of the method with silicon technology, then potentially suitable to be used in the fabrication of integrated devices. The second technique has been applied for the preparation of nano-structured TiO₂ thin films showing its capability to be used in the fabrication of gas sensor devices, mainly when a good control of the grain dimension is required.     

纳米ZnO材料的制备与应用研究进展

纳米ZnO材料较普通ZnO材料，有着许多优异的性能和广泛的应用价值，对它的研究得到了高度的重视，而国内相对国外显得滞后。系统介绍了纳米ZnO粉体和薄膜的制备方法，认为水热法、sol—gel法、喷雾热分解法是纳米ZnO材料降低成本、产业化制备最有潜力的方法。而纳米ZnO材料将不仅可以在传统领域逐步替代普通ZnO材料，并五将在普通ZnO材料无法涉足的新型领域，如光电、敏感领域开拓出新的应用前景。     

纳米材料改性树脂基耐烧蚀材料研究新进展

综述了近年来纳米材料改性树脂基耐烧蚀材料的研究进展。介绍了碳纳米管、石墨烯、蒙脱土、纳米SiO2、纳米碳粉等纳米材料在改性烧蚀材料中的研究近况,详细探讨和比较了改性材料的热稳定性、成炭率、力学性能等,同时分析了纳米材料改性树脂材料中存在的问题,并预测了纳米材料改性耐烧蚀树脂的发展趋势。提出纳米材料,特别是新型的纳米碳材料改性树脂基耐烧蚀材料的研究将是很有发展前景的研究领域,并会进一步得到人们的重视。     

雷达吸波材料的研究进展

根据电磁波在介质中的传播理论,详细地介绍了雷达吸波材料的吸波原理;综述了各种雷达吸波材料的特点、性能、应用现状以及发展趋势;列举了几种新型雷达吸波材料的吸波原理、吸波性能与应用现状;展望了雷达隐身材料的发展趋势。     

水或液氮中电弧放电制备炭纳米材料

利用特制的电弧放电装置，研究了水或液氮中碳电弧放电形成炭纳米材料的机理。借助高分辨率透射电子显微镜对电弧放电生成的产物进行了观察和分析。结果表明：在水或液氮中碳电弧放电可以生成多壁碳纳米管和碳纳米洋葱结构，液氮中碳电弧放电可以生成单壁碳纳米角，水中钴催化碳电弧放电可以生成碳包裹的纳米钴颗粒。横向低频交变磁场会影响碳纳米材料的形核过程，并且可以推测磁场交变的频率5Hz与纳米管、纳米洋葱等结构的生长周期存在某种拟合。根据实验现象，提出了一种解释液体中碳电弧放电过程纳米材料生成的理论模型。     

聚焦离子束在微纳尺度材料力学性能研究中的应用

微纳尺度材料是指外观尺寸或其基本构成单元在10nm到10μm之间（以下简称微纳尺度）的材料或器件。个案、定性的研究表明微纳尺度材料有以下特性：其性能不能通过外推基于宏观块体材料的知识体系得到,传统的力学测试工具和方法无法满足对微纳尺度材料进行测试的要求,微纳尺度材料通常在多场耦合条件下服役。这些特性要求研究工作者持续不断地寻找和研发新的工具以期实现对微纳尺度材料的可控制备,高通量观测、操控和定量测量。双束聚焦离子束技术不仅因具有纳米级的空间分辨率而具备对微纳尺度材料的高质量成像和动态监测,而且具备纳米分辨率的定点刻蚀、诱导沉积等功能。因此,双束聚焦离子束成为研究微纳尺度材料力学性能的有力工具。综述了近年来聚焦离子束技术在微纳尺度材料类力学性能研究中的应用,并讨论了其局限性和发展趋势。     

复合纳米生物医用材料的研究

生物医用材料领域中,细胞与材料间的相互作用是研究的主要课题.材料表面的微观结构对细胞的生物调控作用更为重要.纳米材料因具有一些独特的效应,如体积效应和表面效应,有利于细胞黏附、增殖和功能表达,因而作为生物医用材料特别是组织工程支架材料具有良好的应用前景.目前用于生物医用研究的纳米材料主要有无机纳米材料、高分子纳米材料以及复合纳米材料等.仿生纳米材料的研究和利用极大地促进了组织工程学的发展.本文就近年来纳米材料在生物医用材料尤其是组织工程支架材料中的应用研究现状进行了综述.     

Recent attempts to design new super- and ultrahard solids leads to nano-sized and nano-structured materials and coatings

A brief overview of recent attempts to design new super- and ultrahard materials, which are based on the assumption that materials with high elastic moduli should be super- or ultrahard, is presented in order to show that meeting this condition is not sufficient. Instead, electronic and structural stability upon a finite, relatively large shear strain at atomic level is necessary to avoid structural transformations to softer phases or even a collapse of the structure. We discuss several examples where very high hardness of > 70 GPa has been obtained due to the nano-sized and nano-structured effects. Superhard nano-sized and/or nano-structured ("nanocomposites") materials can be prepared either by limited diffusion or by spinodal phase segregation during their synthesis. The advantages of the latter mentioned approach is the formation of a stable nanostructure with strong interfaces, that avoids grain boundary shear and concomitant softening when the crystallite size decreases below about 10-20 nm. In such a way, hardness enhancement by a factor of 4 to 5 has been achieved. We shall show that nc-TiN/a-Si3N4 nanocomposites can achieve hardness in excess of 100 GPa when properly designed, and prepared with low density of flaws and impurities. The paper finishes with a short overview of industrial applications of the nanocomposites as wear protection coatings on tools for machining.     

化学镀在制备纳米材料中的应用

纳米材料具有传统材料所没有的许多新特性,已成为当今材料科学和凝聚态物理研究的前沿热点领域.化学镀是制备完全致密的纳米材料最有前途的方法之一.综述了利用化学镀法制备纳米粉体材料、纳米薄膜材料、纳米纤维材料及纳米复合材料的研究现状.