柔性薄膜
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2023-04-18
柔性薄膜的實(shí)例教程
壓力測(cè)量工具——柔性薄膜壓力傳感器
柔性薄膜壓力傳感器可通過壓力采集板的壓阻隨壓力的變化，測(cè)量出檢測(cè)區(qū)域的壓力值，通過電流信號(hào)傳輸至顯示終端，由壓力感應(yīng)模塊，數(shù)據(jù)收集、發(fā)送模塊和壓力顯示終端3 部分組成(圖6)，其中壓力感應(yīng)模塊可承受1 ～300 PSI，厚度0.2mm（厚度可根據(jù)要求定制）厚度小于沖壓制件最小板料厚度(0.65mm)，工作時(shí)將壓力感應(yīng)模塊置于模具型面的強(qiáng)壓面中，由數(shù)據(jù)收集、發(fā)送模塊記錄數(shù)據(jù)并通過無線信號(hào)/藍(lán)牙將數(shù)據(jù)發(fā)至顯示終端，顯示終端將采集的壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖像，并顯示所有檢測(cè)點(diǎn)的壓力值。
圖6 柔性薄膜壓力傳感器構(gòu)成
柔性薄膜壓力傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)模具上下模壓料區(qū)域壓料力的數(shù)據(jù)化、可視化，結(jié)合制件工藝設(shè)計(jì)過程中的CAE 分析(圖7)，進(jìn)行數(shù)值差異對(duì)比，便于快速查找制件面品問題真因，并進(jìn)行快速處置，通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)記錄，實(shí)現(xiàn)對(duì)模具強(qiáng)壓面的預(yù)防性管理。
圖7 模具設(shè)計(jì)CAE 模擬分析制件不同區(qū)域的理論壓料力數(shù)值
柔性薄膜壓力傳感器的使用
柔性薄膜壓力傳感器壓力感應(yīng)模塊厚度0.2mm (厚度可根據(jù)要求定制)，為適應(yīng)感應(yīng)器的使用范圍，按照國(guó)內(nèi)一般汽車沖壓件板材厚度，一般可通過包覆柔性塑料的方式來制作，厚度0.6mm，測(cè)試時(shí)在依據(jù)制件的實(shí)際板料厚度對(duì)壓力感應(yīng)模塊進(jìn)行包覆，以達(dá)到與板料同厚度，提高壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性，并且對(duì)感應(yīng)模塊進(jìn)行保護(hù)。具體使用步驟如下。
如圖8 所示，傳感器壓力感應(yīng)模塊表面包覆柔性塑料(圖9)來保護(hù)內(nèi)部線路及壓力傳感器，厚度為0.6mm，使用時(shí)在表面包覆拉延膠帶，使其厚度與測(cè)量區(qū)域板料厚度保持一致，來保證壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性。
展開 作為柔性電子器件的基礎(chǔ)材料，柔性導(dǎo)電薄膜在光電器件、電子/離子皮膚、可穿戴傳感器等領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。經(jīng)過30年的不懈努力，研究者們?cè)谠O(shè)計(jì)制備具有可彎曲性、可拉伸性的柔性導(dǎo)電薄膜方面取得了巨大成功，極大促進(jìn)了柔性光電子領(lǐng)域的發(fā)展。隨著科技的發(fā)展，人們?cè)谛⌒突捅銛y性等方面對(duì)新一代智能柔性電子器件提出了更高要求。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)能夠自由折疊-伸展的新型柔性導(dǎo)電薄膜材料，具有重要的科學(xué)意義和迫切的應(yīng)用需求。
近日，煙臺(tái)大學(xué)劉洪亮教授團(tuán)隊(duì)將導(dǎo)電離子液體1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽（[EMIm][NTf2]）浸潤(rùn)具有平行聚乳酸（PLA）微結(jié)構(gòu)框架的多孔聚（偏二氟乙烯-co-六氟丙烯）（PVDF-HFP）納米纖維網(wǎng)絡(luò)，制備了一種能夠可逆的在面內(nèi)折疊-伸展的柔性導(dǎo)電薄膜。一方面，納米纖維網(wǎng)絡(luò)和液體分子之間的離子-偶極相互作用賦予聚合物膜超浸潤(rùn)性，進(jìn)一步為復(fù)合薄膜可逆的面內(nèi)折疊-展開提供了毛細(xì)驅(qū)動(dòng)力。另一方面，通過合理的微米尺度框架設(shè)計(jì)，可以增強(qiáng)薄膜的面內(nèi)折疊-展開程度。本工作為滿足新一代智能柔性電子器件的小型化和便攜性，提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。
圖1.可逆面內(nèi)折疊-展開的柔性導(dǎo)電薄膜的設(shè)計(jì)。(a)通過靜電紡絲制備多孔PVDF-HFP納米纖維網(wǎng)絡(luò)。(b)通過3D打印在多孔PVDF-HFP納米纖維膜上引入微米PLA框架。(c)多尺度聚合物網(wǎng)絡(luò)超親[EMIm][NTf2]，形成均一穩(wěn)定的液膜，顯示出可逆的面內(nèi)折疊-伸展性能。
由于毛細(xì)效應(yīng)，PVDF-HFP網(wǎng)絡(luò)能夠維持一層穩(wěn)定的離子液體液膜，使制備的復(fù)合薄膜在宏觀上均勻且透明。
展開 因此，開發(fā)具有低導(dǎo)熱性的柔性和堅(jiān)固的輻射冷卻材料對(duì)于輻射冷卻技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。
隨著輻射冷卻材料的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)了多孔聚合物薄膜與傳統(tǒng)的冷卻材料相比它們的重量輕，柔韌性好，導(dǎo)熱性低。此外，多孔聚合物薄膜通過操縱孔徑和孔密度來控制傳熱的能力是一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。研究人員仍在探索如何優(yōu)化多孔聚合物輻射冷卻材料的孔徑和孔密度，以達(dá)到最佳的冷卻性能。
02
成果掠影
近期，復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系膠體微球與涂料課題組武利民教授和游波教授針對(duì)開發(fā)具有低導(dǎo)熱性的柔性輻射冷卻材料取得最新進(jìn)展。竹蓀屬鬼筆菌科，主要生長(zhǎng)在中國(guó)四川，適宜生長(zhǎng)溫度為20 ~ 23℃。其莖的表面有明顯的孔隙，在高倍顯微鏡下，很明顯這些大孔隙是由更小的亞微孔組成的(圖1) 。該團(tuán)隊(duì)受其多層多孔生物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，提出了一種新型的hollow@porous輻射冷卻膜，該膜將中空微粒和多孔聚合物結(jié)合在一起。制備的hollow@porous柔性薄膜具有較高的太陽光反射率(93.7%)、較強(qiáng)的紅外發(fā)射率(89.1%)和超低的導(dǎo)熱系數(shù)(17.56 mW/mk)。實(shí)驗(yàn)表明，在峰值太陽強(qiáng)度為980 W/m2時(shí)，所制備的冷卻器的日間冷卻性能顯著降低至17.4℃。此外，獨(dú)特的hollow@porous結(jié)構(gòu)還通過結(jié)合耐候性和自清潔特性加強(qiáng)了薄膜的長(zhǎng)期耐用性，即使在惡劣的氣候條件下也能確保穩(wěn)定高效的輻射冷卻性能。輻射冷卻材料的進(jìn)步為太陽能電池板、發(fā)動(dòng)機(jī)部件、電子設(shè)備、新能源電池等的熱管理、節(jié)能和冷卻開辟了新的可能性。
展開 圖4 復(fù)合膜的柔性測(cè)試 (彎曲半徑為4 mm)
如圖4所示，在以4 mm為半徑分別彎曲1000次后，該薄膜的電導(dǎo)率僅下降了6.5%，柔性優(yōu)于絕大部分已報(bào)道的柔性熱電材料，與不加PPy的膜相比，該復(fù)合薄膜的柔性也有所提升，這主要是PPy有很好的粘結(jié)性。
少量PPy的添加產(chǎn)生了四重效應(yīng)：1）提高Ag2Se晶粒的結(jié)晶性從而提升電導(dǎo)率，2）引入能量過濾效應(yīng)，使薄膜保持較高的塞貝克系數(shù)，3）降低熱導(dǎo)率，4）提高柔性。
將復(fù)合膜組裝成6個(gè)熱電單臂的柔性熱電器件（f-TEG）。
展開 那么如何使相變材料具有優(yōu)異的傳熱性能，同時(shí)能保持低的電導(dǎo)率下和優(yōu)異的柔性是目前面臨的挑戰(zhàn)之一。
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成果掠影
大連理工大學(xué)唐炳濤教授在制備具有高導(dǎo)熱和低電阻、以及優(yōu)異的柔性的熱管理材料方面取得新進(jìn)展。本文提出了一種新型的柔性熱管理相變薄膜PCPU/mCNTs。作者將烷基化改性碳納米管（mCNTs）設(shè)計(jì)成相變聚氨酯（PCPU）體系。基于高電阻和mCNTs的導(dǎo)熱性能，制備出的PCPU / mCNT薄膜表現(xiàn)出增強(qiáng)的導(dǎo)熱性和高電阻。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PCPU/ mCNTs薄膜具有優(yōu)異的柔韌性、抗拉性(>6 MPa)、熱穩(wěn)定性、高相變焓(>92 J/g)、高導(dǎo)熱系數(shù)和高電阻(比銅高5個(gè)數(shù)量級(jí))。基于上述優(yōu)異性能，PCPU/mCNTs薄膜可以通過相變和散熱的協(xié)同作用，有效地實(shí)現(xiàn)電子器件的熱管理。此外，PCPU/mCNTs薄膜還可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行重塑和回收。該工作為電子器件熱管理材料的設(shè)計(jì)提供了一種新思路，未來應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注該方法的普適性。研究成果以“Flexible phase change films with enhanced thermal conductivity and low electrical conductivity for thermal management”為題發(fā)表于《Chemical Engineering Journal》。
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圖文導(dǎo)讀
圖1.柔性相變薄膜PCPU/mCNTs的設(shè)計(jì)思路。
圖2.(a) CNTs改性示意圖。
展開 
柔性薄膜的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
柔性薄膜的最新內(nèi)容
根據(jù)韓媒Sisajournal報(bào)道，據(jù)顯示行業(yè)8月27日消息，默克公司已成功開發(fā)了一種適用于ALD工藝的前驅(qū)體，并將其應(yīng)用于柔性OLED的薄膜封裝過程中。據(jù)悉，這種新方式實(shí)現(xiàn)了極高的異物檢測(cè)精度，接近零檢測(cè)率。
與普通的剛性O(shè)LED相比，柔性O(shè)LED對(duì)面板的柔韌性有更高要求，因此采用聚酰亞胺（PI）基板替代傳統(tǒng)的玻璃基板，通過層層堆疊無機(jī)膜和有機(jī)薄膜來實(shí)現(xiàn)薄膜封裝。
【上海交通大學(xué) 集成電路學(xué)院 常務(wù)副院長(zhǎng) 教授 郭小軍】
郭小軍教授詳細(xì)闡述了柔性顯示技術(shù)與薄膜晶體管(TFT)技術(shù)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)，包括LTPS TFT、非晶氧化物(AOS) TFT和有機(jī)半導(dǎo)體TFT的技術(shù)方案和應(yīng)用。
4.柔性薄膜光伏板
柔性薄膜光伏板由聚合物和薄膜太陽能電池組成，其重量輕、便攜、可彎曲，具有靈活性和可塑性。但是，由于其轉(zhuǎn)換效率低，應(yīng)用范圍較窄。
如何從這些光伏板中選擇最適合自己的？
輻射冷卻的仿生hollow@porous柔性薄膜的制備工藝流程圖。
圖3. (a) TPU、FPU、FTPU的FTIR光譜，(b) TPU和FTPU薄膜的反射率和發(fā)射率。
圖4.
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成果掠影
近期，新加坡南洋理工大學(xué)Edwin Hang Tong Teo教授針對(duì)開發(fā)用于便攜式和小型化電子產(chǎn)品的電磁干擾屏蔽和增強(qiáng)熱管理能力的柔性薄膜材料取得最新進(jìn)展。
(j)柔性優(yōu)異的DfrGO薄膜的光學(xué)圖像。(k, l) DfrGO薄膜的散熱性能和導(dǎo)熱系數(shù)。
2.3 界面效應(yīng)
當(dāng)石墨烯片與襯底接觸時(shí)，界面聲子散射和耦合也是石墨烯膜平行或垂直方向熱輸運(yùn)的關(guān)鍵問題。當(dāng)石墨烯層數(shù)從1層增加到4層時(shí)，界面耦合導(dǎo)致石墨烯納米片的κ顯著降低67%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也支持這一觀點(diǎn)。
受天然織物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，Tang團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種柔性NPCM薄膜，該薄膜將碳化棉布作為導(dǎo)電支撐支架，PW作為熱調(diào)節(jié)組件，用于運(yùn)動(dòng)感應(yīng)。因此，導(dǎo)電NPCM表現(xiàn)出溫度調(diào)節(jié)和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)特性(圖16e)。
受天然織物結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，Tang團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種柔性NPCM薄膜，該薄膜將碳化棉布作為導(dǎo)電支撐支架，PW作為熱調(diào)節(jié)組件，用于運(yùn)動(dòng)感應(yīng)。因此，導(dǎo)電NPCM表現(xiàn)出溫度調(diào)節(jié)和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)特性(圖16e)。然而，盡管智能熱調(diào)節(jié)紡織品取得了重大進(jìn)展，但還應(yīng)進(jìn)一步努力提高舒適性和大規(guī)模生產(chǎn)。
因此，高導(dǎo)熱系數(shù)的氮化硼基柔性聚合物薄膜的制備仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
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成果掠影
近期，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的虞錦洪教授、香港理工大學(xué)徐林麗教授和中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李勇教授取得新進(jìn)展。
這項(xiàng)工作為高效制備具有高TC和絕緣性能的柔性復(fù)合薄膜提供了策略，對(duì)于創(chuàng)新熱界面材料的開發(fā)具有重要意義。
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吳妮，沉佩迪，陳能，等。 一種用于熱管理的垂直排列3D氮化硼聚合物復(fù)合材料的無粘合劑冰模板方法[J]. 膠體與界面科學(xué)雜志。
總結(jié)：該文研究了BN漿濃度和BN/TA比對(duì)三維重建形貌的影響。
