聚合物

近年来，离子液体( IL )被证明是一种很好的热电发电机( TEG )的基础材料，在确定了具有应用前景的离子液体之后，下一步的工作是构建集成这些离子液体的模块，并将其应用于消费类器件。为了保持液体TEG所赋予的灵活性，所有涉及的材料必须是柔性的。一个TEG由3个不同的层组成：1 )底层电极箔，2 )一个核心箔，包含有液体的空洞，3 )顶层电极箔。芯箔必须灵活、紧实、易成型，并且必须表现出低的热导率。受微流控技术的启发，选择了聚二甲基硅氧烷( PDMS )。电极箔必须经受金属涂层和花纹，必须在保持导电性的同时保持弹性，并且不得与液体发生反应。不幸的是，PDMS不易与另一种聚合物结合。此外，在保持与电极接触的情况下，液体在腔内的密封是至关重要的。正在串行连接的TEG，如果一个连接失败，则整个TEG失败。本文演示了一种先利用受液室的胺基键合方式创建模块，然后利用自制的真空室，用不同塞贝克系数的液体填充芯腔。粘接和填充的结果令人鼓舞，它们保证了ILs与电极间所有100个TEG接触的密封性。测量的Seebeck系数( SE )为1   mV·K-1，低于期望值，需要多次改进。但是，结果必须被视为概念的证明，特别是关于液体的密封，以及高度集成的含液体装置制造过程中的一个步骤。

近年来，基于多壁碳纳米管( MWCNT )和聚二甲基硅氧烷( PDMS )的光声发生器以多种方式制造，影响了发生器的频率带宽、声波压力、鲁棒性和重现性等性能。由于MWCNTs具有较高的光吸收和PDMS较高的热膨胀系数，这种组合非常适合作为光声发生器使用。本研究提出了一种利用喷墨打印技术，基于长期稳定的MWCNT和PDMS墨水制备高重现性的光声发生器的新方法，MWCNT- PDMS层(厚度为2 ~ 4   µ m )直接打印到多模远端的端面，均匀性好，光透过率低( 19 ~ 21 % )。纤维片制备完成后，喷墨打印机在每层30 ~ 60 s的时间段内自动执行所有步骤。产生的超声压力( 0.39 ~ 0.54   MPa )和频率带宽( 1.5 ~ 12.7   MHz )可在距离≈4   mm处测量，激光流畅度为12.7   m J   cm-2，这些高重复性的印刷光声发生器可很好地用于无损材料检测和医疗应用。

细胞感知和响应周围微环境的机械信号的能力是组织工程和再生中的关键问题之一，然而，对既有细胞观察又有机械刺激的细胞进行基础研究具有挑战性，应以适当的微器件为基础。我们设计并制作了一个两层微流控芯片，可以同时观察活细胞和循环拉伸的弹性聚合物聚二甲基硅氧烷( PDMS )，表面修饰以增强细胞粘附。人间充质干细胞( hMSCs )的频率范围为0.00003 ~ 2Hz，振幅为2 %、5 %或10 %。初始随机取向的细胞在大于阈值的频率下被证实是垂直于拉伸方向的重取向，我们称之为临界频率( fc )，且临界频率fc与振幅有关。我们进一步引入了临界拉伸速率( Rc )的概念，发现该量可以统一频率和振幅依赖关系。本研究中Rc的倒数为8.3 min，与文献报道的肌动蛋白丝周转时间一致，提示细胞骨架内的超分子弛豫可能是细胞底层的机械性转导所致。基于单轴循环拉伸下的二维张拉整体模型的细胞重定向理论计算与我们的实验吻合较好。上述发现为生物材料在生物力学刺激下，临界频率和临界拉伸速率在细胞调控中的关键作用提供了新的认识。

近年来，离子液体( IL )被证明是一种很好的热电发电机( TEG )的基础材料，在确定了具有应用前景的离子液体之后，下一步的工作是构建集成这些离子液体的模块，并将其应用于消费类器件。为了保持液体TEG所赋予的灵活性，所有涉及的材料必须是柔性的。一个TEG由3个不同的层组成：1 )底层电极箔，2 )一个核心箔，包含有液体的空洞，3 )顶层电极箔。芯箔必须灵活、紧实、易成型，并且必须表现出低的热导率。受微流控技术的启发，选择了聚二甲基硅氧烷( PDMS )。电极箔必须经受金属涂层和花纹，必须在保持导电性的同时保持弹性，并且不得与液体发生反应。不幸的是，PDMS不易与另一种聚合物结合。此外，在保持与电极接触的情况下，液体在腔内的密封是至关重要的。正在串行连接的TEG，如果一个连接失败，则整个TEG失败。本文演示了一种先利用受液室的胺基键合方式创建模块，然后利用自制的真空室，用不同塞贝克系数的液体填充芯腔。粘接和填充的结果令人鼓舞，它们保证了ILs与电极间所有100个TEG接触的密封性。测量的Seebeck系数( SE )为1   mV·K-1，低于期望值，需要多次改进。但是，结果必须被视为概念的证明，特别是关于液体的密封，以及高度集成的含液体装置制造过程中的一个步骤。

表皮生长因子受体( epidermal growth factor receptor，EGFR )突变引起的非小细胞肺癌( non-small cell lung cancer，NSCLC )占全世界肺癌诊断和死亡病例的85 %。本研究介绍了一种在叉指电极( IDE )传感器上集成聚二甲基硅氧烷( PDMS )聚合物的纳米二氧化硅检测EGFR突变的替代方法。采用二氧化硅纳米粒子和PDMS聚合物组成的纳米聚合物层对400 μ m间隙尺寸的铝IDE进行改性。利用电子显微镜对IDE和涂有PDMS的IDE ( PDMS / IDE )进行了成像，显示了其光滑理想的传感器形貌。将纳米二氧化硅集成的PDMS / IDE表面固定EGFR探针和靶点，用于指定肺癌检测。通过单碱基错配和非互补目标的微弱电流读出，证实了传感器的特异性。在人血清中加入突变靶，检测了纳米二氧化硅修饰PDMS / IDE的敏感性，结果证实检测到EGFR突变。基于校准曲线斜率，纳米二氧化硅集成PDMS / IDE的灵敏度为2.24 E - 9A M - 1。该传感器在1 aM互补突变靶点识别EGFR突变最低，但基于3 σ计算得到的检测限为10 aM，回归值为0.97。

摘要\n物联网( IoT )因其多样的应用和市场潜力而日益普及。他们更多地被推到偏远的地点，开发人员寻找永远的电源。振动能量采集器( EH )能够缓解供电问题。采用氧化锌( ZnO )、聚二甲基硅氧烷( PDMS )和银( Ag )。但观察到薄膜晶粒尺寸有很大影响，即大晶粒薄膜优于小晶粒薄膜。本文分析了影响参数并进行了相关实证研究。采用扫描电子显微镜( SEM )、X射线衍射( XRD )、电学表征等方法进行了深入分析。观察到本工作实现了46.92µWpeak / 15.03µWrms功率。

本工作提出了一种采用非特异性聚合物作为传感材料同时传感多个气体的全光片上集成气体传感器阵列。个别传感器垂直刻蚀成硅片。它们是由两个布拉格反射镜组成的法布里-珀罗腔，通过聚乙二醇( PEG )、SU-8和聚二甲基硅氧烷( PDMS )等不同聚合物的功能化，实现了异丙醇( IPA )、水、戊酸和丁醇等多种气体混合物的多气体检测。采用线性模型，我们报告混合物中戊酸的检出限低至每百万分之8.1份( ppm )。

石墨烯纳米片( GNP )是一种高长径比、导电性能优异的二维板状碳材料。它是导电聚合物复合材料( CPCs )最常用的填料之一，在柔性电极和传感器中具有潜在的应用前景。CPCs的电学性能特别取决于GNP网络的微观结构。当石墨烯浓度达到临界值时，CPCs的电导率跃变了几个数量级，定义为逾渗阈值。对于普通各向同性CPCs，逾渗阈值相对较高，导致力学性能和电学性能较差的性能较差。对齐石墨烯片是降低CPCs渗流阈值的有效方法。当外加磁场时，羰基铁颗粒( CIPs )容易取向形成链状结构。本工作将CIPs和GNPs与聚二甲基硅氧烷( PDMS )混合，在0.5   T的磁场下固化，CIPs的取向诱导PDMS中的GNPs在外加磁场下定向，产生各向异性结构。无论是各向同性还是各向异性结构的GNPs / PDMS复合材料都是以各种GNP浓度制备的。采用实验方法研究了GNPs / PDMS复合材料的微观结构和导电性能。结果表明，与各向同性复合材料( 0.85   vol % )相比，各向异性复合材料形成了各向异性石墨烯网络，渗流阈值为0.15   vol %。GNPs的排列显著降低了渗流阈值。进一步，提出了一种板格模型来揭示GNPs的排列方式对导电网络形成的影响。随着GNPs对位度的增加，逾渗阈值明显降低，这与实验结果一致。

随着自动化工业的进步，电磁感应( EMI )随着时间的推移不断增加，给最终用户造成重大困扰，并影响到电子设备。这个问题并不新鲜，已经做了重大工作，但遗憾的是，这个问题还没有完全消除。因此，本综述拟对前人在X波段频率范围及以上将石墨烯@ Iron、石墨烯@ Polymer、Iron @ Polymer和石墨烯@ Iron @ Polymer复合材料结合起来处理EMI的电磁屏蔽材料进行评价。VOSviewer也被用来进行关键词分析，显示研究是如何相互联系的。在开展综述的基础上，观察到处理EMI最可取的材料是聚合物基复合材料，效果显著。这是因为聚合物是柔性的，能与其他材料提供更好的结合。在X波段范围内，聚二甲基硅氧烷( PDMS )、聚苯胺( PANI )、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )和聚偏氟乙烯( PVDF )具有较好的屏蔽效果，而PDMS、环氧树脂、PVDF和PANI在X波段以上具有良好的屏蔽效果。然而，许多新的组合需要研究，因为大部分的屏蔽效能是在X波段的频率范围内实现的，在较高的频率范围内需要大量的工作。

随着自动化工业的进步，电磁感应( EMI )随着时间的推移不断增加，给最终用户造成重大困扰，并影响到电子设备。这个问题并不新鲜，已经做了重大工作，但遗憾的是，这个问题还没有完全消除。因此，本综述拟对前人在X波段频率范围及以上将石墨烯@ Iron、石墨烯@ Polymer、Iron @ Polymer和石墨烯@ Iron @ Polymer复合材料结合起来处理EMI的电磁屏蔽材料进行评价。VOSviewer也被用来进行关键词分析，显示研究是如何相互联系的。在开展综述的基础上，观察到处理EMI最可取的材料是聚合物基复合材料，效果显著。这是因为聚合物是柔性的，能与其他材料提供更好的结合。在X波段范围内，聚二甲基硅氧烷( PDMS )、聚苯胺( PANI )、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )和聚偏氟乙烯( PVDF )具有较好的屏蔽效果，而PDMS、环氧树脂、PVDF和PANI在X波段以上具有良好的屏蔽效果。然而，许多新的组合需要研究，因为大部分的屏蔽效能是在X波段的频率范围内实现的，在较高的频率范围内需要大量的工作。