【摘 要】
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柔性可穿戴电子器件在人们的生活中需求逐步增加,如何实现柔性电子器件的柔性供能端与无线信号采集端,同时降低“电子垃圾”的产生具有重要的意义。作为一种天然生物蛋白的再生丝素蛋白,具有生物相容性以及可降解性等优势,但是由纯再生丝素（RSF）蛋白形成的薄膜又脆又硬、易溶于水,限制了其在柔性电子领域里的应用。本文利用聚氨酯（PU）对再生丝素蛋白进行改性,制备了柔性的再生丝素蛋白复合薄膜（RSF/PU膜）。采
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柔性可穿戴电子器件在人们的生活中需求逐步增加,如何实现柔性电子器件的柔性供能端与无线信号采集端,同时降低“电子垃圾”的产生具有重要的意义。作为一种天然生物蛋白的再生丝素蛋白,具有生物相容性以及可降解性等优势,但是由纯再生丝素（RSF）蛋白形成的薄膜又脆又硬、易溶于水,限制了其在柔性电子领域里的应用。本文利用聚氨酯（PU）对再生丝素蛋白进行改性,制备了柔性的再生丝素蛋白复合薄膜（RSF/PU膜）。采用喷墨打印方法在复合膜的表面上制备图案化电极,并将其应用于微型超级电容器与LC无线无源传感器。本研究工作的主要内容与成果如下:1、从桑蚕茧中提取再生丝素蛋白,后掺入聚氨酯进行改性。采用浇筑成膜法制备了表面粗糙化的再生丝素蛋白复合薄膜。研究结果表明聚氨酯的掺入促进丝素蛋白的二级结构由random coil向稳定的β-sheets转换,从而增强了复合膜的耐水性。此外,相较于纯再生丝素蛋白薄膜,复合膜的热稳定性大大提升,且抗拉伸强度增强了 5倍,表明它可以作为柔性电子基底材料的一种很好选择。2、以RSF/PU膜为基底,采用喷墨打印和电化学沉积的方法在其表面上分别制备了 MnO2@Ni@Ag和PPy@Ni@Ag叉指电极。分别探究了电极的最佳沉积时间,研究该电极组装成对称的柔性固态微型超级电容器的性能。其中以MnO2为电极的器件,在10 mV/s的扫速下面电容达到10 mF cm-2;同时经过5000次循环充放电测试后,容量保留率为89.97%;2000次的弯曲测试后,容量保持在92.8%的性能。表明了该器件良好的柔韧性和稳定性。PPy电极器件在0.2mA cm-2的电流密度下,面电容高达49.34 mF cm-2,最大能量密度达到4.39 μWh cm-2。3、采用喷墨打印和电化学沉积的方法,在RSF/PU膜表面制备Cu@Ag螺旋线圈电极（即电感L）,将电容型压力传感器与电感组装成LC无线无源柔性压力传感器。结果表明,在低压强范围内（0-15 kPa）,该传感器灵敏度为0.9207 kPa-1;高压强范围内（120-348 kPa）,灵敏度为0.0213 kPa-1;同时,该器件的具有良好的稳定性,可用于人体活动的监测。表明其具有作为可植入无线监测柔性电子皮肤的应用前景。
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