新型多层复合结构柔性可拉伸电极的研究与制备

发布时间：2017-04-11 19:05

  本文关键词：新型多层复合结构柔性可拉伸电极的研究与制备，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电子信息技术和传感器技术的发展,植入式电子器械得到广泛应用。作为植入式电子器械的核心器件,植入式电极充当了从生物体获取生理信息、以及将外部刺激调控信息发送给生物体的纽带,在植入式电子器械系统中发挥重要的作用。由于与生物织或器官直接接触,植入式电极需要同时兼顾信息交互能力、生物安全性、以及长期功能稳定性等方面的问题。研究开发具有柔软、可拉伸等性能的柔性可拉伸微电极阵列,该电极可以在二维大尺度弯曲、拉伸等形变状态下保持良好的电学性能和信息交互能力。同时,还将以坐骨神经束、大脑皮层、以及心脏为植入式应用目标,分别开展柔性可拉伸微电极阵列与生物组织之间柔软性匹配、共性贴附性、以及动态形变匹配等方面的问题研究,并深入探讨这些性能对植入式电子器械功能的影响。而如今大量的新增应用要求电子器件具备更高的形变能力,来满足拉伸、压缩和扭曲等苛刻要求。因此,电子器件的可拉伸性能和导电性能成为电极研究工作的关键。本项目拟设计开发新型多层复合结构柔性可拉伸电极,希望通过改变电极的结构来提高电极的性能。在二维柔性可拉伸电极的基础上运用数学上成熟的渗流理论对柔性电极的结构进行大胆的改变,将金膜与金纳米柱完美的结合在一起,并配以具有大形变的柔性基底,可以把柔性电极的可拉伸性以及良好的信号导通能力大幅度的提高,并且在此基础上努力优化单层柔性可拉伸电极的加工工艺以及探索性能最佳纳米柱结构的制备方法,在很大程度对于多层复杂柔性电极的性质提高起到了推进作用。不仅如此,由于尺寸,厚度,柔软性等特殊属性,其性能表征用传统的适用于大尺寸刚性材料的测试仪器和方法很难实现。本项目还将设计开发针对柔性可拉伸电极的电学性能测试方法和表征手段,深入研究其可拉伸机理。同时,以渗流理论为基础,计算模拟此结构的可拉伸性能,与实验结果相比较,指导和改进结构设计。本项目的顺利开展将为柔性可拉伸电极的设计,开发和应用提供重要的理论,方法和技术,最终为柔性可拉伸电极在植入式电子器械和智能可穿戴设备上更广泛的应用做出贡献。
【关键词】：植入式电极 拉伸性能 柔性电极 纳米柱 可穿戴设备
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 引言14-16
• 1.2 研究现状与发展状态分析16-20
• 1.3 设计思路20-21
• 1.4 小结21-22
• 第二章 多层复合结构柔性可拉伸电极的研究基础22-42
• 2.1 渗流理论（percolation理论）22-25
• 2.2 裂纹结构等效电阻模型的建立25-31
• 2.3 电沉积原理31-32
• 2.4 电化学交流阻抗法32-40
• 2.5 小结40-42
• 第三章 多层复合结构柔性可拉伸电极的制备42-50
• 3.1 引言42-43
• 3.2 柔性可拉伸电极实验研究43-48
• 3.2.1 实验试剂及设备43
• 3.2.2 柔性可拉伸电极的制备43-45
• 3.2.3 拉伸试验45-46
• 3.2.4 电沉积实验和电化学交流阻抗实验46-47
• 3.2.5 旋涂绝缘层以及绝缘层的反应离子刻蚀47
• 3.2.6 第二层金膜的磁控溅射以及拉伸测量实验47-48
• 3.3 小结48-50
• 第四章 多层复合结构柔性可拉伸电极的表征与实验结果50-64
• 4.1 二维柔性电极的性能表征50-53
• 4.2 柔性电极的表面修饰的表征53-58
• 4.3 复合多层结构柔性可拉伸电极的表征58-61
• 4.4 小结61-64
• 第五章 总结和展望64-66
• 5.1 全文结论64
• 5.2 本文的创新之处64-65
• 5.3 研究展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 作者简介72-73

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本文编号：299750