PDMS

先前提出利用导电纳米粒子( conductive nanoparticles，NPs )局部放大细胞膜电场( electric field，EF )强度来增强细胞电穿孔。为了实现这一点，纳米颗粒与细胞膜之间的距离是必须的。这里，探索了利用电脉冲(电泳力)的作用来改善NPs与细胞表面接触的新方法。分析了两种电脉冲单独或联合应用对中国仓鼠DC - 3F细胞的影响。特别地，我们使用了100个 µs的持续时间脉冲，低强度毫秒脉冲以及两者的组合。最后，我们研究了利用表面包复的NPs ( PEG化)进行这种应用。我们的结果表明，电穿孔脉冲前电场的传递增加了NP在细胞膜周围的积累，提示NP通过电泳力推向细胞表面。这样可以减少细胞与NPs长时间孵育的需要，观察到导电NPs介导的电穿孔增强。因此，低强度毫秒脉冲可以用来增加聚集态或个体(即PEG化) NPs的积累，支持观察效应的电泳性质。

我们前期开发了钙钛矿/石墨烯太阳能电池，提高了电池的长期稳定性。本研究通过改变石墨烯层数，研究了层数对太阳能电池特性的影响，并进一步确定了最佳的石墨烯层数。研究表明，最外层钙钛矿层的损伤导致的界面复合以及石墨烯功函数变化导致的钙钛矿层的能带弯曲对电池的特性，尤其是短路电流有明显的影响。通过优化7层石墨烯钙钛矿层的形成条件，获得了高达9.4 %的转化效率。

紫苏精油中的挥发性有机化合物( VOCs )在医药和食品加工具有重要的应用价值。本工作采用渗透汽化法从稀水溶液中提取有价值的紫苏VOCs作为绿色工艺。选取具有不同官能团的3种代表性的紫苏VOCs (柠檬烯、芳樟醇和紫苏醛)作为模型组分，制备聚醚-嵌段酰胺( PEBA )和聚二甲基硅氧烷( PDMS )膜用于VOC的提取研究。考察了操作条件(进料浓度和温度)对膜渗透汽化性能的影响。在二元VOC /水混合物中，增加进料浓度增加了VOC通量，降低了分离因子。VOC通量也随温度显著增加，主要是由于渗透驱动力增强。通过比较二元VOCs /水和四元VOCs /水体系中VOCs的渗透蒸发性能，评价了耦合效应对多组分渗透的影响。结果表明，VOC的渗透行为受其他VOCs的影响，取决于渗透-渗透和膜-渗透相互作用。基于渗透汽化分离指数，PEBA膜对紫苏VOCs的萃取总体分离效率优于PDMS膜。由于渗透汽化不涉及任何化学溶剂，操作温度适中，为提取有价值的紫苏VOCs提供了绿色工艺。

聚二甲基硅氧烷( PDMS )材料广泛应用于面部假体、片上实验装置和软组织工程支架的制造，但其加工性制造具有挑战性。液态硅橡胶( LSRs )因其在浇铸时具有较高的形状保真度而受到青睐，但其黏度和表面张力较低往往会阻止自支撑、后挤出。聚醚醚酮( PEEK )颗粒增强通过界面结合已被证明增强了PDMS的关键性能，拓展了其端用功能。然而，这类粒子对LSR - PDMS可打印性的影响还没有研究。本研究首次成功地对无溶剂生物相容性PDMS- PEEK复合材料(可达30 wt % PEEK )进行了材料挤出( ME )打印的表征。流变分析证实了所有PDMS- PEEK复合材料在外加载荷(在打印机的容差范围内)和静置时的主导储能模量(即打印机可以自支撑)下剪切变薄，被认为是ME基印刷的极佳选择。在打印速度和位移值相当的情况下，使用所获得的流变数据指导初始打印性研究，发现随着PEEK含量的增加，轨迹保真度越好。PEEK含量较高的复合材料，其邵尔A硬度和刚度(拉伸和压缩)显著增加，且呈块状。最后，增强的形状保真度(得益于PEEK增强)和几何自主权进一步扩大了PDMS的制造自由度，从而可以通过控制填充密度来增加力学性能的范围，这在以往的常规铸造制造中是难以置信的。从根本上说，这可能导致制造可用于复制人体软组织的异质特性和其他先进材料应用的辐射状空间分级多材料结构和装置。

要高效地控制和导航微型飞行器( MAVs )，需要体积小、重量轻、耐用、灵敏、快速、低功耗的空速传感器。在设计满足这些要求的传感器时，软材料由于能够承受较大的变形，是较传统材料有希望的替代品。本文提出了一种基于弹性纤维测速技术的软物质流传感器的新概念，它满足了所有必要的条件。该技术通过将其与悬浮在两个静止支承之间的软带的应变联系起来，并受到感兴趣的流动来测量流速。该薄带由聚二甲基硅氧烷制造，通过银纳米线的加入可以制成压阻式。使用所述的制造方法，传感器可以使用普通的实验室工具，在洁净的房间之外制造，大大降低了其复杂性。此外，它可以使用简单而轻便的电路来操作，使它成为MAV的一个方便的替代。使用压阻材料可以校准流速到应变带的电阻变化。尽管某些挑战仍未解决，如聚合物蠕变等，但传感器已经通过实验证明了其测量空气中流速降至4 m / s的能力。还提供了时间相关的分析模型。模型表明，电流传感器具有480 Hz的带宽。最重要的是，通过改变薄带的几何形状和材料特性，可以严格地改变传感器的灵敏度和带宽。

由于聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄膜的杨氏模量与金膜的杨氏模量之差，带有溅射金膜的压应力PDMS薄膜会发生屈曲。在不同杨氏模量的材料之间的界面处观察到应力的不稳定性。本研究的实验揭示了拉伸应力作用于波纹状弹性体时，在一定角度影响条带演化的重要因素。条带不能同时承受两个不同方向施加的剪应力，导致在其他角度形成网格。因此，观察到了类似位错的运动，证明了Y型位错的存在以及地壳的位移。金膜顶部的断裂表面帮助形成金字塔状图案。用光学显微镜记录脱位样和人字形的运动情况。

摘要\n以聚二甲基硅氧烷( PDMS )为主要传感材料，设计了一种能够检测人体行走和运动到一定距离的运动传感器。设计了一种读出电路，用于检测由于周围运动引起的与传感器材料的电容耦合。读出电路由传感、滤波和放大三个阶段组成。为了避免直流分量的产生，消除50Hz噪声对传感信号的不利影响，采用有源Sallen - Key和无源RC滤波器组成的六阶低通滤波器。通过完整的读出电路得到的信号表明，该传感器系统能够准确检测到2   m以外的人体运动。此外，从传感器系统输出的各种人体运动信号中得到了不同的信号模式。

假说纳米流体二极管最近引起了人们的强烈关注。设计这些器件常用的材料是膜基短纳米孔和取向碳纳米管束。基于单个PDMS纳米通道的纳米流控二极管的开发是非常理想和非常具有挑战性的，它更容易被引入芯片上的集成电子系统。聚电解质层层沉积可以改变PDMS纳米通道的尺寸和表面性质，为基于PDMS纳米通道开发高性能纳米流控二极管提供了新的可能性。实验通过聚电解质表面修饰，控制单个PDMS纳米通道的表面电荷和尺寸，提出了一种新颖的纳米流控二极管的设计。采用聚苯醚( PB )和硫酸右旋糖酐( DS )减小PDMS纳米通道尺寸，以满足LBL离子门控的要求，并在纳米通道末端产生相反的表面电荷。对这种纳米流控二极管的参数进行了系统的研究。在PB / DS改性纳米通道中，其整流比可高达218，是迄今报道的最好的。这种整流比随着高压频率和离子浓度的增加而降低，而在较短的纳米通道中则增加。

深紫外( DUV )带通滤波器在现代环境消毒灭菌领域发挥着重要作用。提出了一种可用于制造柔性DUV带通滤波器的新型低成本光散射材料。综合考虑折射率匹配条件和瑞利-甘斯-德拜( RGD )散射理论，氟化钙( CaF2 )掺杂聚二甲基硅氧烷( PDMS ) DUV带通滤波器在峰值波长272.5  nm附近表现出90 %以上的透过率。应变测量得到了相对稳定的峰值波长，拉伸比为12 %。实验测量了1.5   nm   ° C - 1的温度响应。为了模拟器件的DUV光滤波特性，基于蒙特卡罗数值模拟，发展了一种改进的随机游走散射模型。为了验证器件透射率谱的可调性，在原始PDMS基体中掺杂50   vol %的低分子量PDMS，得到峰值波长10   nm的蓝移，掺杂1.4   wt %的CdSe / ZnS胶体量子点( CQDs )，得到17   nm的红移，可调谐柔性DUV带通滤波器的实现为环境净化设备和可穿戴光子器件的发展奠定了基础。

本工作通过在Ba3Lu4O9基质晶格中引入Bi3和Eu3，报道了一种颜色可调的绿橙发光荧光粉。Ba3Lu4O9：Bi3，Eu3的发射光谱复盖了整个可见光谱区域，同时呈现Bi3的3P1 - 1S0跃迁和Eu3的5D0，1 - 7FJ跃迁的典型发射。验证了荧光粉中的能量转移行为，据此可将Ba3Lu4 ( 0.98 - y ) O9∶0.08Bi3，4yEu3 ( y = 0 - 0.08 )的发射颜色从黄绿色( 0.3188，0.4491 )调至橙色( 0.5304，0.3871 )。与Ba3Lu3.92O9∶0.32Eu3相比，Ba3Lu3.6O9∶0.08Bi3，0.32Eu3荧光粉Eu3的发射强度提高33.3 %。并利用Ba3Lu4O9∶Bi3，Eu3制备了软质聚二甲基硅氧烷/荧光粉复合膜。强烈的绿光发射表明，荧光粉和相应的s- PDMS基薄膜可以被认为是近紫外光泵浦照明和柔性器件的有前途的候选材料。