摘要
近些年，随着智能终端设备的不断发展，柔性可穿戴电子器件已逐渐应用在娱乐、医疗等领域用于实现人机交互、运动检测、健康诊疗等功能。柔性传感器作为柔性可穿戴电子器件的核心，决定着器件能够实现的功能与性能。目前，在提高柔性传感器的灵敏度和稳定性，满足可穿戴电子器件的性能要求等方面仍面临挑战。此外，利用柔性传感器实现对多种物理、化学、生物信号的探测，进而实现传感器的多功能化，也是研究的一大热点，在未来具有广阔的应用前景。 本文通过调控工艺参数控制银纳米线（Ag NWs）的生长，合成出长径比分别为600、1000、1400的银纳米线，并探究离子助剂浓度、还原剂含量、反应时间等工艺参数对银纳米线尺寸的影响。采用PDMS作为柔性基底，制备基于Ag NWs的柔性应变传感器，探究Ag NWs的长径比、沉积密度对导电性、灵敏度、稳定性等性能的影响，并进一步在PDMS表面构建微结构，探究微结构尺寸对传感器灵敏度、线性度和稳定性等性能的影响。实验结果显示，在合适沉积区间内，长径比为600的银纳米线对低应变灵敏度高，长径比为1400的银纳米线对高应变灵敏度高，而且具有最大灵敏度，可达到247.3，同时银纳米线长径比增加有利于提高传感器的灵敏度和稳定性；与平面基底相比，引入微结构后可进一步提高传感器的灵敏度至322.2，微结构尺寸的降低有利于提高传感器的线性度和稳定性。 本文基于制备的高长径比银纳米线，采用水热法合成了Ag NW@ZnO NRs复合材料，并通过调控工艺参数控制ZnO纳米棒的尺寸，以PDMS作为柔性基底制备基于Ag NW@ZnO NRs的柔性多功能传感器，实现对紫外、弯折等信号的传感，探究Ag NW@ZnO NRs的沉积量对紫外传感时灵敏度、响应时间、线性度等性能的影响，对弯折传感时响应性能的影响。实验结果显示，复合材料Ag NW@ZnO NRs沉积量为0.207 g时，传感器对紫外响应的最大开关比可达到1151，上升时间ton为2.7 s，下降时间toff为2.3 s，Ag NW@ZnO NRs沉积量为0.276 g时对于弯折信号响应最为显著，传感器具有极高的稳定性，可满足可穿戴传感器的使用要求。
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