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最轻固体与传感器将擦出啥火花?哈工大(深圳)专家分析金属气凝胶应用

来源:新材料在线|

发表时间:2021-07-23

点击:3323

气凝胶是一种目前被公认为最轻的固体,1931年,美国科学家Samuel StephensKistler制备出了这种新材料。


作为一种高孔隙率、低密度的材料,一般由碳材料、聚合物和无机物材料制得,可应用于热管理、振动/声音吸收、催化和传感。


在由寻材问料®主办、新材料在线®协办的“2021PCB/FPC在新基建产业的应用及发展趋势论坛”上,哈尔滨工业大学(深圳)索维奇智能新材料诺奖实验室电子封装团队的祝温泊博士介绍了纳米银气凝胶在可穿戴导电基体、电磁屏蔽膜、柔性电子皮肤、热界面材料、柔性力学传感、柔性自适应焊接材料等场景的应用及优势。



“目前业界对金属气凝胶的研究较少,而银具有极高的导电率,银纳米线气凝胶在柔性传感方面具有极大的潜力。”祝温泊说。


祝温泊表示,金属气凝胶以纳米银线为结构单体,其空间密度低,小于0.1%,可压缩量大于99%,用于电子传输网络。


据介绍,银纳米线气凝胶为纯金属组织,具有高度交联的三维网络结构,且具有较好的可加工性。“它在小应变下灵敏度可达6.57V/g,表现出了良好的循环应变稳定性。”



祝温泊博士详细介绍了纳米银线气凝胶在柔性压力传感器应用。据悉,柔性压力传感器的制备采用纳米银线气凝胶加聚二甲基硅氧烷,经过低压浇筑与静置除气,得到气凝胶复合结构,再经过固化工艺,最终可以获得柔性压力传感器用材料,“采用纳米银线气凝胶,柔性压力传感器阵列的空间分辨率小于1毫米。” 同时,他表示,柔性压力传感器可识别0.1N~10N的压力,电阻变化率随载荷基本呈线性变化。


来源:祝温泊博士演讲资料


祝温泊博士表示,柔性压力传感器在灵敏度方面,其电阻变化率随着压力呈线性变化,灵敏度达0.226kPa-1,线性误差仅为4.2%;在响应时间方面,随加载速度的增大,压力传感器响应时间缩短,其响应时间与力的加载速度呈指数关系。“它能够对力的运动状态比如大小、速度等进行实时感知。”


柔性压力传感器还有一个优异性能,就是在高温下依然保持优异的稳定性,“在经过15分钟内,采用-25℃~85℃的温度,在多达50次的冷热循环试验后,传感器性能依然稳定。”


最后,祝温泊博士还介绍了纳米银线气凝胶基柔性电池、自适应焊接等应用情况。


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