石墨烯基柔性应变传感器的制备及其性能研究的任务书.docx

石墨烯基柔性应变传感器的制备及其性能研究的任务书
任务书
一、项目背景和意义
石墨烯是一种新型的碳材料，在材料科学与工程领域中备受关注。由于其优良的物理化学性质，石墨烯得到了广泛应用，如传感器、超级电容器、场效应晶体管等。其中，石墨烯基柔性应变传感器由于具有高灵敏度、宽工作范围、低能耗、可撤销性等优点而备受关注，在许多领域中有广泛的应用前景。
本项目将聚焦石墨烯基柔性应变传感器的制备及其性能研究。通过制备具有高灵敏度的柔性传感器，可以实现对实体物体变形进行实时监测，对生命科学、医学、智能家居等领域都有着重要意义。
二、研究内容和方案
研究内容：
1.石墨烯的制备及表征
2.柔性底盘的制备
3.石墨烯与柔性底盘的复合
4.柔性应变传感器的制备及其性能测试
研究方案：
1.石墨烯的制备及表征
根据应用需求，选用硅基、金属基或氧化物基复合材料进行石墨烯的制备。采用化学气相沉积法或化学还原法，制备高质量的石墨烯薄膜，同时通过扫描电子显微镜、拉曼光谱等手段进行石墨烯的表征。
2.柔性底盘的制备
选用基材为聚合物或弹性材料，制备柔性底盘。采用光刻、薄膜剥离、热熔接等工艺，制备柔性底盘的外形和内部结构，同时制备与石墨烯薄膜适配的柔性电路板。
3.石墨烯与柔性底盘的复合
将石墨烯薄膜与柔性底盘紧密复合，通过热熔接等工艺制备成一体化结构。并将柔性电路板与石墨烯薄膜逐层叠加，制备出完整的柔性应变传感器。
4.柔性应变传感器的制备及其性能测试
通过激光微刻、电喷雾、喷涂等工艺，制备出柔性应变传感器的结构。通过电学测试、拉曼光谱测试等手段，测试柔性应变传感器的灵敏度、响应时间、线性度等性能指标。
三、预期成果和应用价值
预期成果：
1.成功制备出高质量、高灵敏度的石墨烯基柔性应变传感器。
2.完成对石墨烯制备、柔性底盘制备、石墨烯与柔性底盘复合、柔性应变传感器制备等方面的理论分析和实验研究，建立完整的研究体系和技术路线。
3.发表2篇以上学术论文，并申请1项以上发明专利。
应用价值：
1.在生命体征监测与医疗方面，可用于病人护理和健康监测。比如，戴在手腕上的柔性传感器可以充当心率监测器。
2.在智能家居方面，可以监测家庭成员的运动状态。比如，一款可穿戴的柔性传感器可以监测用户身体姿势，从而指导用户维持正确的身体姿势。
3.在工业制造领域中，可用于传感机器人物体变形、监测大型机械设备的运转状态等方面。