基于PEN柔性基底XBAR谐振器的声学特性研究

1

作者 王地懋 谢鹏飞 +2 位作者 曾龙 缪加耀 王艳 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期459-464,共6页

采用有限元方法(FEM)分析了基于PEN (Polyethylene Naphthalate)柔性基底横向激发体声波谐振器(XBAR)的声学特性,包括谐振频率fr、机电耦合系数K2eff、品质因数Qr及频率温度系数(TCF)等。结果表明,PEN柔性基底的引入改善了XBAR性能,如当... 采用有限元方法(FEM)分析了基于PEN (Polyethylene Naphthalate)柔性基底横向激发体声波谐振器(XBAR)的声学特性,包括谐振频率fr、机电耦合系数K2eff、品质因数Qr及频率温度系数(TCF)等。结果表明,PEN柔性基底的引入改善了XBAR性能,如当hPEN=40 nm时,K2eff=35.68%,较同参数的IDT/LiNbO3结构提升了约35%,fr=4.4 GHz,Qr=112;当hPEN=105 nm时,PEN与IDT/LiNbO3结构发生耦合共振,致使XBAR谐振频率发生偏移以及品质因数增加,其频率偏移达到1.32 GHz,Qr增加75。同时XBAR的温度稳定性得到提升,当hPEN=120 nm时,XBAR的TCF为-72.9×10^(-6)/℃,而同参数IDT/LiNbO3结构TCF为-107×10^(-6)/℃。综上可知,IDT/LiNbO3/PEN结构XBAR具有更优异的声学特性,通过合理选择PEN厚度可优化XBAR的不同性能参数。该结果为高频、高机电耦合系数和高温度稳定性XBAR的设计和研制提供了理论依据。 展开更多

关键词 横向激发体声波谐振器(XBAR) 兰姆波 柔性基底PEN 频率温度系数

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液滴撞击柔性基底研究进展 被引量：2

2

作者 许勇琪 彭泽瑞 周新平 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1529-1539,共11页

液滴撞击固体基底现象广泛存在于自然界、日常生活及工业生产中.在多数液滴撞击场景中,固体基底可以近似地视为理想刚性基底.然而在一些场景中,具有较小杨氏模量或者几何结构为薄壁或细长类的固体基底在受到液滴撞击后会产生明显的变形... 液滴撞击固体基底现象广泛存在于自然界、日常生活及工业生产中.在多数液滴撞击场景中,固体基底可以近似地视为理想刚性基底.然而在一些场景中,具有较小杨氏模量或者几何结构为薄壁或细长类的固体基底在受到液滴撞击后会产生明显的变形,而固体基底的形变反过来又会影响液滴的动力学行为.相比于刚性基底情况,液滴与柔性基底的耦合作用可能会引发新的动力学现象和机制.因此,柔性基底液滴撞击动力学的研究很有意义,也成为一些学者当前关注的研究焦点之一.根据几何结构的特点,柔性基底可以分为柔性体、柔性面和柔性杆3种类型.文章据此分类介绍与这3类柔性基底相关的液滴撞击动力学的研究进展.柔性基底的可变形性是导致其液滴动力学与刚性基底液滴动力学存在差异的根本原因.现有的研究表明,基底柔性对液滴撞击的接触时间、最大铺展因子、气泡捕获、回弹和溅射等方面均存在着影响,其中关于接触时间及溅射方面的结论可能为制造防水、抗冰和防溅射材料提供新思路. 展开更多

关键词 液滴撞击 柔性基底 流固耦合 基底形变 杨氏模量

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聚酰亚胺柔性基底红外隔热和保护膜的制备及性能分析

3

作者 李卓霖 杨金也 +3 位作者 付秀华 张静 董所涛 韩阳 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期1464-1470,共7页

针对聚酰亚胺具有抗高温、易弯折可贴敷、良好的机械延展性和拉伸强度等特性,在125μm厚的柔性聚酰亚胺材料上制备红外隔热和保护膜.在制备过程中,通过对离子源的能量调控可提高柔性基底表面膜层的附着力,根据最小二乘法原理构建薄膜材... 针对聚酰亚胺具有抗高温、易弯折可贴敷、良好的机械延展性和拉伸强度等特性,在125μm厚的柔性聚酰亚胺材料上制备红外隔热和保护膜.在制备过程中,通过对离子源的能量调控可提高柔性基底表面膜层的附着力,根据最小二乘法原理构建薄膜材料光学常数和温度间的关系式,以解决温度变化对薄膜光学性能的影响.在类金刚石薄膜沉积中,采用预热处理法以解决柔性基底变形导致膜厚均匀性较差的问题.红外光谱检测和分析表明,在聚酰亚胺基底上制备的红外隔热薄膜满足使用要求. 展开更多

关键词 红外薄膜 聚酰亚胺 柔性基底 类金刚石薄膜 制备工艺

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柔性基底上金属薄膜的失效行为及界面能测试方法研究进展 被引量：5

4

作者 薛秀丽 王世斌 +2 位作者 曾超峰 李林安 王志勇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期50-58,共9页

沉积在柔性聚合物基底的金属薄膜复合结构同时具有聚合物和金属的优势,包括聚合物的灵活性和轻质性,以及金属的优良导电率和电磁波屏蔽等特点。柔性基底-金属薄膜系统以其高延展性、高柔性、高制作效率、良好的电学特性和生物相容性等... 沉积在柔性聚合物基底的金属薄膜复合结构同时具有聚合物和金属的优势,包括聚合物的灵活性和轻质性,以及金属的优良导电率和电磁波屏蔽等特点。柔性基底-金属薄膜系统以其高延展性、高柔性、高制作效率、良好的电学特性和生物相容性等优点而受到青睐,在微机电系统、航空航天、生物材料、柔性电子等领域有广阔的应用前景。在所有应用中,柔性基底-金属薄膜系统的性能、可靠性和耐久性都直接与薄膜和基底之间良好的界面粘附能密切相关,良好的界面粘接性能往往能提高薄膜抑制失效的能力。膜-基结构的力学性能和界面结合性能对相关器件的使用性能和服役寿命起着至关重要的作用。然而,在实际应用中,薄膜-基底复合结构承受着复杂的载荷,如拉伸、扭转、弯曲等,虽然柔性基底可以承受较大的变形,但金属薄膜则不能,这可能导致膜-基结构发生各种形式的破坏。其中三种主要的失效形式包括界面脱层、薄膜屈曲和薄膜断裂。一方面,这些破坏将严重影响薄膜的电、磁、光等物理性能,而膜-基间的界面粘附性能对薄膜失效的发生和发展起着关键作用。另一方面,针对不同的失效模式,可以充分利用其测试薄膜的力学性能和界面粘附能。近几年来,柔性基底上的单层膜、双层膜和纳米多层膜系统的失效行为和界面粘附能测试等问题引起了学者们的广泛关注。对于柔性基底上的单层薄膜体系,学者们已经针对薄膜和界面的各种失效行为和断裂机理进行了深入研究;对于多层金属薄膜体系,不同性质金属层的组合可以提高体系的附着力、耐腐蚀性或热稳定性。多层膜的尺寸效应影响机制、不同材料层间组合以及界面力学响应问题是近几年学者关注的热点。以往,对膜-基界面粘附能的研究主要针对硬基底,近几年来,学者们针对柔性基底-金属薄膜系统的界面粘附能的测试提出了新的有效方法。本文综述了柔性基底上微纳米金属薄膜的失效行为和界面破坏问题的最新研究进展,重点介绍了薄膜及界面的破坏模式、尺寸效应、多层薄膜的破坏失效等问题;特别讨论了如何利用薄膜的屈曲破坏来测量薄膜性能以及确定界面粘附能;最后,针对这一领域的研究面临的问题和前景进行展望,以期为制备新型柔性膜-基系统的材料选择和结构设计提供参考。 展开更多

关键词 柔性基底 金属薄膜 膜-基界面 失效 屈曲 断裂 界面粘附能 沉积

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柔性基底上直流磁控溅射沉积金属铝膜的研究 被引量：5

5

作者 江强 武晓南 +3 位作者 周细应 言智 毛秀娟 李明 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期67-70,共4页

采用直流磁控溅射法在棉布、涤纶、芳纶织物上制备金属铝膜,研究了铝膜的沉积速率、组织结构和表面形貌。结果表明:在一定的范围内,沉积速率随溅射功率的增大近似呈线性增加,随溅射气压的增加先升后降;基底材料对铝膜的组织结构有较大影... 采用直流磁控溅射法在棉布、涤纶、芳纶织物上制备金属铝膜,研究了铝膜的沉积速率、组织结构和表面形貌。结果表明:在一定的范围内,沉积速率随溅射功率的增大近似呈线性增加,随溅射气压的增加先升后降;基底材料对铝膜的组织结构有较大影响,在涤纶和棉布上沉积的铝膜才呈现出典型的多晶态面心立方结构,在芳纶和涤纶上获得的铝膜较棉布上的铝膜更为均匀、致密;在一定范围内,溅射功率的增大有助于提高铝膜质量。 展开更多

关键词 磁控溅射 柔性基底 铝膜

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柔性基底沉积金属薄膜及其应用 被引量：5

6

作者 江强 周细应 +1 位作者 毛秀娟 李明 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第8期18-20,23,共4页

综述了柔性基底上沉积金属薄膜的制备方法,如化学电镀法、真空蒸镀法、磁控溅射法等,归纳各种方法的优缺点;阐述了柔性基底沉积金属膜的性能研究和应用,并展望其研究前景。

关键词 柔性基底 金属薄膜 应用

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柔性基底立式储罐减震耗能研究 被引量：4

7

作者 孙建刚 袁朝庆 郝进锋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期320-323,共4页

对立式储罐进行了减震耗能研究 .提出了一种新的储罐抗震模型 ,即圆柱储罐壁与构成基底的柔性膜(非金属材料 )相联结 ,形成立式储罐 ,罐周边采用具有水平减震的装置 .建立了控制体系的简化力学分析模型 ,并给出了运动分析方程 .对采用... 对立式储罐进行了减震耗能研究 .提出了一种新的储罐抗震模型 ,即圆柱储罐壁与构成基底的柔性膜(非金属材料 )相联结 ,形成立式储罐 ,罐周边采用具有水平减震的装置 .建立了控制体系的简化力学分析模型 ,并给出了运动分析方程 .对采用橡胶垫的 5 0 0 0 0m3 立方浮顶罐进行了ElCentro波地震动数值仿真计算 ,取隔震基频为 2rad/s ,阻尼比为 0 .3时 ,其基底剪力降低 85 .78% ,动水压力降低 6 0 .99% .动水压力和基底剪力的降低 ,减少了储罐地震动作用下的轴向应力和环向应力 ,提高了储罐抗震能力 .研究表明 ,新结构体系对减少储罐地震动响应是有效的 ,是一种能够降低成本 。 展开更多

关键词 柔性基底 地震响应 减震能耗 立式储罐 储罐抗震模型 力学分析

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靶基距对柔性基底上脉冲激光沉积透明导电薄膜的影响 被引量：3

8

作者 李明 宓一鸣 +1 位作者 言智 季鑫 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期55-59,共5页

采用脉冲激光沉积法,控制靶基距分别为4,6,8cm,在聚乙烯对苯二甲酸酯基底上沉积铟锌氧化物、铟锡氧化物和铝掺杂氧化锌薄膜,研究了靶基距对薄膜电学、光学、形态和结构特性的影响。结果表明:采用6～8cm靶基距制备的TCO薄膜,在可见光范... 采用脉冲激光沉积法,控制靶基距分别为4,6,8cm,在聚乙烯对苯二甲酸酯基底上沉积铟锌氧化物、铟锡氧化物和铝掺杂氧化锌薄膜,研究了靶基距对薄膜电学、光学、形态和结构特性的影响。结果表明:采用6～8cm靶基距制备的TCO薄膜,在可见光范围内的光学透光率超过90%,电阻率约为5×10-4Ω.cm;除了这些优良的电学和光学特性外,靶基距8cm制备的薄膜均匀、光滑、附着好,且无裂缝或任何其它扩展的缺陷,适用于光电设备。 展开更多

关键词 脉冲激光沉积 柔性基底 透明导电氧化物 掺锡氧化铟 铝掺杂氧化锌 铟掺杂氧化锌

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柔性基底红外波段左手材料制备及光学特性 被引量：3

9

作者 吕军 刘宇 赵晓鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1158-1162,共5页

采用平板电极化学电沉积的方法,通过调节实验参量,在柔性ITO导电薄膜基底上制备了尺度与红外波长匹配、结构单元大小不等、排列无序的银树枝状结构.通过调节聚乙二醇-20000浓度可以很好地调控银树枝状结构单元的形貌和尺寸,研究发现,在... 采用平板电极化学电沉积的方法,通过调节实验参量,在柔性ITO导电薄膜基底上制备了尺度与红外波长匹配、结构单元大小不等、排列无序的银树枝状结构.通过调节聚乙二醇-20000浓度可以很好地调控银树枝状结构单元的形貌和尺寸,研究发现,在一定范围内增加电解液中的聚乙二醇-20000浓度,可在基底上形成分布较密、分枝较细、分枝级数较高的银树枝状结构单元.通过在银树枝状结构表面涂覆一定厚度的聚乙烯醇作为绝缘层,组装成了柔性"三明治"结构复合材料,测试得到样品在红外波段的多通带透射谱,平板聚焦实验进一步验证了样品的左手效应. 展开更多

关键词 柔性基底 化学电沉积 树枝状银 三明治结构 左手材料

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微注射压缩成型柔性基底微针工艺参数研究 被引量：2

10

作者 庄俭 陈寿楷 +3 位作者 许红 刘颖 黄尧 吴大鸣 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期80-85,共6页

基于微注射压缩成型技术在应用于成型柔性基底薄壁微小塑件方面的应用,提出利用微注射压缩成型技术来制备柔性基底微针阵列,在设计叠层式微针三棱锥模具的基础上,以聚丙烯为实验材料,探究不同工艺参数对微针阵列成型质量的影响。结果表... 基于微注射压缩成型技术在应用于成型柔性基底薄壁微小塑件方面的应用,提出利用微注射压缩成型技术来制备柔性基底微针阵列,在设计叠层式微针三棱锥模具的基础上,以聚丙烯为实验材料,探究不同工艺参数对微针阵列成型质量的影响。结果表明,最佳微针高度可达322μm,通过极差分析得出注射速度、熔体温度以及二次锁模压力对微针高度影响显著,并利用分子取向应力模型从微观角度解释曲线走势,利用方差分析得出各个因素对于成型的贡献率中注射速度的贡献率最大,达到了25.3%。 展开更多

关键词 微注射压缩成型 柔性基底微针 极差分析 分子取向应力

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基于柔性基底的压电能量收集器的设计 被引量：11

11

作者 骆懿 梅开煌 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1293-1298,共6页

以PDMS为柔性基底设计的PVDF压电薄膜新型压电能量收集器压电性能良好,柔韧性强,可适应复杂的振动环境,具有广阔的应用前景。首先设计了具有柔性基底的压电能量收集器的结构;其次,用PVDF颗粒采用静电纺丝法制备了PVDF压电薄膜;最后,实... 以PDMS为柔性基底设计的PVDF压电薄膜新型压电能量收集器压电性能良好,柔韧性强,可适应复杂的振动环境,具有广阔的应用前景。首先设计了具有柔性基底的压电能量收集器的结构;其次,用PVDF颗粒采用静电纺丝法制备了PVDF压电薄膜;最后,实验表明设计的压电能量收集器在振动频率为25 Hz,振动幅度为2 mm的激励下,开路输出峰值电压为8.38 V,输出功率密度为6.32μW/cm2;经Ansys有限元分析,发现增大激励源的振动幅度,可以提高压电能量收集器的开路输出电压和输出功率。 展开更多

关键词 振动能量收集 PVDF 压电薄膜 柔性基底

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柔性基底Ti／TiO2薄膜的可见光谱及红外辐射特性研究 被引量：1

12

作者 顾宝霞 刁训刚 +1 位作者 郝雷 向远博 《红外技术》 CSCD 北大核心 2008年第11期677-680,共4页

采用多弧离子镀法在柔性聚酰亚胺(PI)基底上制备了Ti/TiO2复合多层薄膜,通过控制基底材料的粗糙度使制备出的薄膜在可见波段具有非镜面反射效果。通过分别控制薄膜的内层和外层膜的厚度使其在8～14μm波段具有连续可调的红外发射率。采... 采用多弧离子镀法在柔性聚酰亚胺(PI)基底上制备了Ti/TiO2复合多层薄膜,通过控制基底材料的粗糙度使制备出的薄膜在可见波段具有非镜面反射效果。通过分别控制薄膜的内层和外层膜的厚度使其在8～14μm波段具有连续可调的红外发射率。采用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见-近红外光光度计等测试手段对薄膜样品进行了表征,并测试了样品的红外发射率。实验结果表明,采用多弧离子镀法成功的在PI基底上制备了结合力较好、具有多种颜色、红外发射率和方块电阻连续可调的薄膜。研究发现,在外层TiO2膜工艺不变的情况下,随着内层Ti膜厚度增加,红外发射率和方块电阻连续减小;在内层Ti膜工艺不变的情况下,随着外层TiO2膜厚度增加,红外发射率和方块电阻连续增大。 展开更多

关键词 多弧溅射 结合力 低红外发射率 柔性基底Ti/TiO2薄膜

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基于柔性基底动态调焦石墨烯超表面聚焦反射镜的仿真研究 被引量：4

13

作者 李向军 候小梅 +3 位作者 程钢 裘国华 严德贤 李九生 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1019-1028,共10页

焦距范围可调的超薄聚焦反射镜在片上太赫兹光谱和成像等紧凑型系统中有重要应用价值。通过改变几何尺寸和调节化学势可以使石墨烯亚波长反射结构获得0~2π的相位,结合聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性基底的动态拉伸可以实现大动态范围的超薄... 焦距范围可调的超薄聚焦反射镜在片上太赫兹光谱和成像等紧凑型系统中有重要应用价值。通过改变几何尺寸和调节化学势可以使石墨烯亚波长反射结构获得0~2π的相位,结合聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性基底的动态拉伸可以实现大动态范围的超薄太赫兹聚焦反射镜。本文设计了一个工作频率为1.0 THz,宽度为12 mm,焦距为60 mm,厚度为75μm的柔性基底动态调焦石墨烯超表面聚焦反射镜。首先在基底自然状态下通过掺杂调节单元石墨烯条的化学势和改变宽度使其反射相位覆盖0~2π相位,并按照预定设计的相位空间分布达到反射聚焦效果。然后通过横向拉伸柔性基底实现反射镜焦距的动态调节。仿真结果表明:柔性基底长度在100%~140%内范围变化时,反射镜的焦距由53.4 mm增加到112.1 mm,动态调焦范围可达到最小焦距的109.7%,同时聚焦效率从69.7%减小到46.8%。此外,本文还研究了该反射镜在宽频带范围的工作性能。仿真结果表明:其对于在0.85~1.0 THz范围内的入射平面波都能实现良好的动态聚焦。 展开更多

关键词 太赫兹 石墨烯 超表面 柔性基底 动态聚焦

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一种基于柔性基底的薄膜体声波谐振器 被引量：1

14

作者 杨泰 张根 +5 位作者 秦康宁 杜波 蒋欣 马晋毅 钟慧 石玉 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期901-904,共4页

为了能有效解决柔性基底体声波谐振器热稳定性不足及功率容量不足等问题,该文提出了一种新型的基于柔性基底的薄膜体声波谐振器。该谐振器的硅衬底上开设有一定数量的垂直上凸型结构,该结构既能有效抑制寄生模量,又能减小器件最高稳态... 为了能有效解决柔性基底体声波谐振器热稳定性不足及功率容量不足等问题,该文提出了一种新型的基于柔性基底的薄膜体声波谐振器。该谐振器的硅衬底上开设有一定数量的垂直上凸型结构,该结构既能有效抑制寄生模量,又能减小器件最高稳态温度和最大热应力。通过有限元分析软件Comsol Multiphics对谐振器进行仿真,结果表明,器件每增加一个上凸型结构,其最高稳态温度下降了4℃,最大热应力下降了1×104 GPa。与以往的柔性基底薄膜体声波谐振器相比,它具有更好的热传导能力和热应力稳定性。 展开更多

关键词 柔性基底 薄膜体声波谐振器 Comsol 大功率 热学分析 微机电系统(MEMS)

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用于电流测量的柔性基底磁通门传感器 被引量：3

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作者 郭博 杨尚林 +1 位作者 刘诗斌 王天鑫 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1822-1828,共7页

得益于可折叠弯曲的特性,在柔性基底上制备的磁通门传感器近年来得到人们的关注。在用于电流测量时,柔性结构可以在不断开电流导体的情况下,通过打开-闭合方式将导体包裹在铁芯中间,提高测量效率。然而,磁通门中的核心部件——铁芯,在... 得益于可折叠弯曲的特性,在柔性基底上制备的磁通门传感器近年来得到人们的关注。在用于电流测量时,柔性结构可以在不断开电流导体的情况下,通过打开-闭合方式将导体包裹在铁芯中间,提高测量效率。然而,磁通门中的核心部件——铁芯,在弯曲之后会展现出不同的磁特性,进而影响磁通门性能。本文采用钴基非晶带材作为磁通门铁芯,研究了一种可用于电流测量的柔性磁通门制备方法,通过仿真和实物测量两种方式研究了铁芯弯曲与否对柔性磁通门性能的影响。结果表明,这种采用钴基非晶带材作为铁芯的柔性磁通门传感器展现出了非常优异的性能。其弯曲成环形之后,退磁效应下降带来的积极影响远大于铁芯磁性能下降带来的消极影响,其灵敏度不但未下降反而有大幅提高。将传感器多次弯曲后,其灵敏度和线性范围没有大的变化。因此,这种可弯曲的柔性基底磁通门适用于电流测量。 展开更多

关键词 传感器 柔性基底磁通门 MEMS 聚酰亚胺 钴基非晶

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基于镓基液态金属的柔性传感的研究进展 被引量：1

16

作者 于佩弘 郝天煦 +3 位作者 赵一聪 师云龙 张诚 许君 《丝绸》 北大核心 2025年第2期45-53,共9页

镓基液态金属(Gallium-based liquid metal,Ga-LM)具有高导电性、高拉伸性、高生物相容性和低毒性等优异性能,在柔性电子领域表现出巨大的应用潜力。然而由于Ga-LM特殊的流变性和氧化性,在控制成型和实际应用方面带来了一定的挑战。基于... 镓基液态金属(Gallium-based liquid metal,Ga-LM)具有高导电性、高拉伸性、高生物相容性和低毒性等优异性能,在柔性电子领域表现出巨大的应用潜力。然而由于Ga-LM特殊的流变性和氧化性,在控制成型和实际应用方面带来了一定的挑战。基于此,本文综述了Ga-LM在柔性传感领域研究与应用进展,介绍了Ga-LM传感器的不同基底特性及成型工艺,并分析了各自对应的优势、存在的问题和解决方案,旨为Ga-LM在柔性传感器领域的进一步研究和应用提供经验与参考。 展开更多

关键词 镓基液态金属 柔性传感器 智能可穿戴 柔性基底 液态金属的成型 印刷

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印制式表面增强拉曼散射基底研究进展

17

作者 徐畅 王卉 +1 位作者 黄蓓青 廉玉生 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第8期2117-2123,共7页

表面增强拉曼散射(SERS)技术是一种灵敏度高、检测速度快、准确性好的光谱分析方法,能够检测极低浓度的目标物质,并且可以实现无损检测,在环境分析、生物医药和食品安全等领域具有重要的应用价值。印刷技术具有增材制造的属性,近年来其... 表面增强拉曼散射(SERS)技术是一种灵敏度高、检测速度快、准确性好的光谱分析方法,能够检测极低浓度的目标物质,并且可以实现无损检测,在环境分析、生物医药和食品安全等领域具有重要的应用价值。印刷技术具有增材制造的属性,近年来其应用范畴已从图文信息复制扩展至各类功能器件制备。印刷技术的适用基材类型广泛,易于实现大面积加工,将印刷技术与SERS基底制备方法相结合,有利于发展低成本SERS基底的批量化制备路线,促进SERS技术的发展和应用,因此研究和总结SERS基底的印刷制备方法具有重要意义。本文综述了印制式SERS基底的研究进展,首先介绍了若干典型SERS基底材料的研究进展,例如贵金属、金属硫族化合物、金属氧化物、石墨烯及其氧化物在SERS基底中的应用;然后总结了印制式SERS基底的制备流程和发展现状,分析了常规刚性承印物和聚合物、纸张、纤维等柔性承印物在印制式SERS基底中的特性,论述了凹版印刷、丝网印刷、喷墨印刷、微接触印刷和3D打印等印刷工艺的基本原理,综述了各种承印物和印刷工艺在印刷制备SERS基底中的应用;最后,展望了印制式SERS基底未来的研究方向。相较于光刻、刻蚀等传统的器件加工方式,印刷制造的成本低廉,尤其适合在柔性基材表面进行物质沉积,在柔性SERS基底的大面积批量化制备中优势明显。目前,印制式SERS基底在可印刷材料和印刷制造工艺方面均存在发展空间,未来需进一步充分发挥印刷技术在柔性SERS基底制备方面的优势,使SERS基底进一步向低成本、环境友好的方向发展,促进SERS技术的普及和应用。 展开更多

关键词 表面增强拉曼散射(SERS) SERS基底 柔性基底 印刷制造 印刷工艺

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金银合金纳米星/聚氯乙烯柔性表面增强拉曼基底的制备及其对毒死蜱的检测 被引量：1

18

作者 宋芷仪 崔琅 +4 位作者 潘越 娄勤卿 王书婷 王周平 马小媛 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第14期321-327,共7页

该文制备了一种金银合金纳米星/聚氯乙烯柔性表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman scattering,SERS)基底,该基底具有透明度高、灵活性强和SERS增强性能显著的优点,可以快速实现对果蔬表面毒死蜱残留的定性和定量检测。在复合基底... 该文制备了一种金银合金纳米星/聚氯乙烯柔性表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman scattering,SERS)基底,该基底具有透明度高、灵活性强和SERS增强性能显著的优点,可以快速实现对果蔬表面毒死蜱残留的定性和定量检测。在复合基底制备中,首先优化聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)添加量获得柔性良好的PVC基底,并优化氯金酸/硝酸银体积比制备了形貌鲜明且SERS增强效应显著的各向异性金银合金纳米星(gold-silver alloy nanostars,Au@Ag NSs),其次以拉曼信号分子4-巯基苯甲酸为对象,通过拉曼光谱仪测定其在复合基底上的SERS强度,确定了Au@Ag NSs溶液的最优浓缩倍数,进一步验证了基底的良好SERS效应、重现性和稳定性,最后成功应用于苹果表皮毒死蜱残留的检测。 展开更多

关键词 金银合金纳米星 聚氯乙烯 柔性表面增强拉曼光谱基底 毒死蜱

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金纳米-Nylon柔性膜基底的制备及其SERS性能研究 被引量：4

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作者 付莹莹 张萍 +4 位作者 郑大威 林太凤 王惠琴 吴西浩 宋佳宸 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期692-698,共7页

表面增强拉曼光谱(SERS)是目前最灵敏的分析技术之一,广泛应用于生命科学、材料科学、环境科学及分析化学等领域。SERS基底的特性决定了该技术的实际应用范围,是推动该技术发展的关键,高活性SERS基底的制备已经逐渐成为SERS研究领域的... 表面增强拉曼光谱(SERS)是目前最灵敏的分析技术之一,广泛应用于生命科学、材料科学、环境科学及分析化学等领域。SERS基底的特性决定了该技术的实际应用范围,是推动该技术发展的关键,高活性SERS基底的制备已经逐渐成为SERS研究领域的热点。为了获得最佳的拉曼信号,对具有特殊特性的SERS活性基底的需求一直很大。柔性SERS基底因具有良好的柔韧性,3D支架结构和表面可控的孔径大小等独特优势,在检测化合物和细菌等方面有很好的应用价值。Nylon(尼龙)柔性膜表面具有分级及多孔交错排列3D结构的特点,将固相萃取装置与特殊材料Nylon柔性膜相结合,通过改变金纳米颗粒的附着量以及金纳米颗粒与膜结合次数,制备了高SERS活性的金纳米-Nylon(Au-Nylon)柔性膜基底。研究表明,金纳米颗粒能很好地附着在Nylon纤维上,纳米颗粒与Nylon柔性膜表面等离子共振耦合作用,形成金纳米颗粒与Nylon纤维的复合体,Au-Nylon柔性膜基底的等离子共振吸收峰发生蓝移。首次处理后的Nylon纤维与其所附着的金纳米颗粒形成新的活性截留层,有助于使再次处理时金颗粒更好地附着在柔性膜表面,产生SERS“热点”效应,提高其SERS性能。利用结晶紫(CV)作为SERS探针分子,对Au-Nylon柔性膜基底SERS性能进行分析,发现CV探针分子在Au-Nylon柔性膜基底上的SERS强度随金纳米颗粒的附着量以及金纳米颗粒与膜结合次数而变化。对于面积为1 cm^(2)的Au-Nylon柔性膜基底,当单次过滤金溶胶1 mL,与膜结合2次,总结合量2 mL时,CV探针分子的SERS信号最强,SERS活性最强。采用Au-Nylon柔性膜基底对浓度为2.5×10^(-5),1×10^(-5),1×10^(-6),5×10^(-7)及1×10^(-7) mol·L^(-1)的CV溶液进行的SERS检测,发现Au-Nylon柔性膜基底对CV探针分子检测极限达1×10^(-6) mol·L^(-1),增强因子达到1.0×10^(4)。此外,Au-Nylon柔性膜基底均匀性较好,相对平均偏差为11.8%。Au-Nylon柔性膜基底在微生物检测中,仍具有良好SERS活性,对金黄色葡萄球菌的SERS增强效果优于金溶胶。由此可见,研究中制备的Au-Nylon柔性具有良好的均一性,并具有较好的SERS活性,该方法简单且易批量制备,无论在化合物检测还是微生物检测中都具有良好的实际应用价值。 展开更多

关键词 表面增强拉曼光谱 Au-Nylon柔性膜基底 柔性基底

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电纺PVDF纤维膜为基底的传感器制备及性能 被引量：2

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作者 陈昌华 周建平 +1 位作者 许燕 李志磊 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期57-63,共7页

聚偏氟乙烯(PVDF)纤维膜因其特殊的孔隙结构、比表面积大和性能稳定等优点在医疗、环境等领域应用广泛。PVDF纤维因其弯曲特性可以作为柔性电子基底的潜在选择,将PVDF纤维膜作为电路的承载基底,结合三电极体系制备了一种柔性电化学传感... 聚偏氟乙烯(PVDF)纤维膜因其特殊的孔隙结构、比表面积大和性能稳定等优点在医疗、环境等领域应用广泛。PVDF纤维因其弯曲特性可以作为柔性电子基底的潜在选择,将PVDF纤维膜作为电路的承载基底,结合三电极体系制备了一种柔性电化学传感器。采用静电纺丝技术制备柔性PVDF纤维膜基底,通过丝网印刷工艺将三电极图案转移到基底上,用金纳米颗粒(AuNPs)修饰工作电极提高其传感性能,构建了柔性丝网印刷电极传感器。通过对纤维膜和电极的微观形貌表征发现,PVDF溶液浓度为10%时,纤维膜的纤维直径主要分布在231.9 nm,且具有良好的疏水性和拉伸性,其粗糙的表面使得电极承印效果良好。通过电化学工作站对制备的传感器进行改性和传感性能分析,发现经AuNPs修饰后,传感器的电化学响应性能提升较大且无其他干扰产生,传感器具有良好的稳定性,能进行定向改性。将工作电极负载乙酰胆碱酯酶,以乙酰胆碱为检测底液,发现即使在浓度低至0.5 mM下,改性的三电极传感器仍具有良好的电流响应。所述传感器还能应用在其他物质检测上,以静电纺丝制备的PVDF纤维膜可作为柔性电子设备基底的一个新的可行应用。 展开更多

关键词 聚偏氟乙烯 丝网印刷 静电纺丝 柔性基底 电化学传感器

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