【摘 要】
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二维过渡金属氮化物和碳化物（MXene）是近年来新出现的一类材料,其具有层状结构、较大的比表面积、良好的亲水性与优秀的电化学性能,使得其在众多领域有广泛的应用前景。近年来,随着可穿戴设备的兴起与发展,柔性材料成为了可穿戴设备领域必不可少的研究方向,凝胶作为典型的柔性材料也受到了广泛关注。在可穿戴设备中,传感器是其中感受外界环境变化,并传递相应信号给其他设备的关键环节,传感器的灵敏度将直接决定可穿戴
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二维过渡金属氮化物和碳化物（MXene）是近年来新出现的一类材料,其具有层状结构、较大的比表面积、良好的亲水性与优秀的电化学性能,使得其在众多领域有广泛的应用前景。近年来,随着可穿戴设备的兴起与发展,柔性材料成为了可穿戴设备领域必不可少的研究方向,凝胶作为典型的柔性材料也受到了广泛关注。在可穿戴设备中,传感器是其中感受外界环境变化,并传递相应信号给其他设备的关键环节,传感器的灵敏度将直接决定可穿戴设备整体的反应速度,影响使用体验。本文通过将MXene与功能高分子材料复合,制备了柔性导电凝胶用于柔性传感设备,并对其性能进行了相应测试与分析,主要得到以下结论:1.通过钛碳化铝制备得到了MXene类材料中的Ti3C2Tx,将得到的Ti3C2Tx分别与聚苯胺纳米线和聚吡咯管在聚乙烯醇中复合得到MXene/聚乙烯醇/聚苯胺纳米线复合凝胶与MXene/聚乙烯醇/聚吡咯纳米管复合凝胶。两种复合凝胶具有良好的柔性,但在压力下的灵敏度（以电流或电阻的变化率计）较低。2.在上面的基础上,为了提高复合凝胶的灵敏度,将Ti3C2Tx分别与苯胺和吡咯在聚乙烯醇中进行原位聚合,最终得到MXene/聚乙烯醇/聚苯胺复合凝胶与MXene/聚乙烯醇/聚吡咯复合凝胶,其同样具有良好的柔性,并且拥有较高的灵敏度,在50g砝码的压力下MXene/聚乙烯醇/聚苯胺复合凝胶的电流变化率达到了623.72%。3.对全部四种凝胶分别进行了压缩,拉伸和稳定性测试,结果表明,相比于聚苯胺纳米线与聚吡咯管复合得到的凝胶,MXene/聚乙烯醇/聚苯胺复合凝胶与MXene/聚乙烯醇/聚吡咯复合凝胶具有优秀的灵敏度,同时具有良好的力学性能。
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