柔性

激光诱导石墨烯( LIG )已经在木材、聚酰亚胺薄膜和DVD光盘等多种刚性和柔性衬底上得到了各种应用的演示。在这里，我们报告了用聚二甲基硅氧烷( PDMS )生产的LIG，这是一种商用的刻划激光。在PDMS中边缘加入木质素，可以在保持其可伸展性的同时，由这种木质素升级PDMS膜形成LIG。增加PDMS基体中的木质素浓度会导致更好的多层LIG。较低的激光跟踪速度也导致较高质量的多孔LIG结构。为了演示柔性电子的应用，LIG被部署为压力传感器。

本文提出了一种基于4个差动板电容的新型2.5维( 2.5D )柔性风传感器。该设计由迎风柱、两个电极层和一个支撑层组成，均由不同杨氏模量的聚二甲基硅氧烷( PDMS )制成。在每个电极层上放置一个2 mm×2 mm的铜电极阵列，形成4个平行板电容器作为敏感元件。xy平面内的风使迎风柱倾斜，使迎风侧的两个电容减小，背风侧的两个电容增大。z轴方向的风压降低了迎风柱，导致四个电容都增大。实验表明，该传感器可在xy平面全360 °范围内测量风速达23.9 m / s和风向。风速在xy平面和z轴的灵敏度分别接近4 fF · m-1 · s和3 fF · m-1 · s。

能量收集器( EH )技术已迅速发展，以替代生物力学电子的电池，但在实现柔性和生物相容性能量收集器方面，仍需努力缩小技术差距。目前基于ZnO纳米阵列的柔性能量收集器需要复杂的制作工艺，而且由于通常是在硬基片上制作，因此它们是不可拉伸的。本工作报道了一种简单的方法，即直接将ZnO纳米阵列完全嵌入到与人体皮肤具有相似力学性能的类皮肤聚二甲基硅氧烷( PDMS )弹性体基体中，制备无基底能量收集器。该柔性器件的弹性模量为3.3 MPa，可拉伸至原长度的250 %，可产生高达9.2 Vpp的开路电压，并可通过手指移动驱动LED。此外，该装置通过体外和体内试验从手指运动和心跳中收集能量。由安装在猪模型无铅起搏器上的装置产生约0.3 Vpp开路电压。这项工作提出了一种通用的设计策略，克服了能量材料和软组织之间的机械不匹配，适用于从可穿戴到可植入的各种生物力学EH应用。

辐射冷却是一种无能耗的被动冷却方式，为现有的冷却策略提供了可持续的替代方案。多孔聚合物中的微结构通过选择性反射和发射使辐射冷却效率进一步优化。虽然已经报告了许多制造策略，但仍然迫切需要一种简单、低成本和可设计微结构的可扩展方法。在此，我们报告了一种低成本的环境友好模板方法，以可扩展生产孔隙率控制的高辐射冷却效率海绵发射器。我们通过用NaCl模板制备多孔聚二甲基硅氧烷海绵发射器( P- PDMS )来论证其可行性。通过调节模板与PDMS的质量比，实现了简单的孔隙率控制，得到的海绵状多孔结构使PDMS具有更高的亚环境冷却能力，增强了发射率和太阳反射率。此外，热空气与物体之间的传热被微孔有效抑制。理论和实验结果表明，PDMS海绵在8 ~ 13   μ m范围内具有95 %的太阳光谱反射率和96.5 %的平均发射率，实现了8.0   ° C的良好亚环境温降。

柔性压电能量收集器由于能够将与弯曲相关的应变能转换为电能用于低功耗可穿戴电子设备，近年来受到了广泛关注。与0 - 3型压电复合材料相比，基于三维互联陶瓷骨架的柔性压电能量采集器具有较高的应力传递能力和较高的压电系数，因而受到广泛关注。本文采用冷冻铸造法制备了三维连通多孔锆钛酸钡钙( BCZT )柱基结构，将聚二甲基硅氧烷( PDMS )浸渍到定向孔道中形成柔性压电俘能器。详细研究了孔隙率对压电系数、铁电性能和能量收集性能的影响。压电系数和能量收集图的优点显著增强，因为存在一个排列的孔隙结构，导致高的应力转移到压电相。高度取向的孔隙率导致了聚合物60   vol %的压电复合材料的产生，其输出电压为30.2   V，电流为13.8  μA。而且峰值功率密度可达96.2  μW   cm-2，明显高于纳米颗粒基压电复合材料。该工作展示了柔性压电复合材料在能量收集方面的应用前景。

聚合物纳米复合材料具有机械柔性、健康风险低、加工简单等特点，使其作为柔性X射线探测器具有潜在的应用前景。在本研究中，我们报道了一种高灵敏度、环境友好和柔性的直接X射线探测器。该探测器是由Bi2O3纳米颗粒和聚二甲基硅氧烷( PDMS )组成的聚合物纳米复合材料，通过在聚合物纳米复合材料上印刷银电极来实现的。首次验证了PDMS对X射线的响应，并测试了掺杂不同含量Bi2O3纳米颗粒对器件性能的影响。优化后的探测器光电性能显示，在150 V偏压下，对低剂量率( 23.90μGyair s-1 )具有较高的灵敏度( 203.58μC Gyair–1 cm–2 )，X射线电流密度( JX射线)比暗电流密度( Jdark )高1万倍，柔性直接X射线探测器可卷曲1万个循环，性能略有下降。该装置在空气中存放超过一个月后，表现出优异的稳定性。最后，该装置为高性能柔性直接X射线探测器的设计提供了新的指导。

聚合物纳米复合材料具有机械柔性、健康风险低、加工简单等特点，使其作为柔性X射线探测器具有潜在的应用前景。在本研究中，我们报道了一种高灵敏度、环境友好和柔性的直接X射线探测器。该探测器是由Bi2O3纳米颗粒和聚二甲基硅氧烷( PDMS )组成的聚合物纳米复合材料，通过在聚合物纳米复合材料上印刷银电极来实现的。首次验证了PDMS对X射线的响应，并测试了掺杂不同含量Bi2O3纳米颗粒对器件性能的影响。优化后的探测器光电性能表明，在150 V偏压下，对低剂量率( 23.90μGyair s-1 )具有较高的灵敏度( 203.58μC Gyair-1 cm-2 )，X射线电流密度( JX射线)比暗电流密度( Jdark )提高了1万倍，柔性直接X射线探测器可卷曲1万个循环，性能略有下降。该装置在空气中存放超过一个月后，表现出优异的稳定性。最后，该装置为高性能柔性直接X射线探测器的设计提供了新的指导。