基于表面褶皱动力学的光学湿 敏材料研究及其检测系统开发开题报告
2022-01-07 21:52:42
全文总字数:1154字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
湿度的测量和控制在很多工业生产中有着广泛的应用。不同种类的应用对湿度检测装置有着不同的要求,例如合适的湿度测量范围;对极端温度和极端压强条件的忍耐程度;恢复能力;应对不同种灾害环境的能力以及安装和校准的便捷性。目前而言,没有任何一种湿度测量装置能同时满足上面的所有要求。而事实上针对湿度测量来说,市场上出现了大量的测湿装置,而他们在质量和价格上也有着很大的不同之处。国内外研究现状
现在普遍研究材料的感湿性质是从其电学方面的性质去反映出来,例如材料的电阻和电容。然而光学材料的感湿性质往往通过其透光率或者对平行光的散射效果来反映出湿度的大小。而这种类型的光学材料,例如二氧化钛或者其他超亲水的介质,通过吸附空气中的水分子,使其在材料表面发生凝聚从而液化。当光强透过材料的时候,由于材料表面由于其亲水性所形成的微小的水滴,这些水滴会将投射的光散射,减小照射到光感软件上的光的光强,从而通过去检测光感软件上的光强值从而间接的去反应空气中水分子的多少,也就是相对湿度的大小。
2. 研究的基本内容
不同于通过检测感湿材料电学性质的传统的湿度探测方法,我们采用的是通过高分子薄膜透光率来反应湿度的变化和大小。
通过制备聚乙烯醇(pva)和硅橡胶的高分子双层膜,随后将高分子双层膜暴露在一定湿度的空气中,一面的聚乙烯醇由于具有良好的吸水性,从而产生较大的扩张性的形变,而另一面的硅橡胶由于具有疏水性不产生形变。
因此高分子双层膜两侧会形成应变差,表面出现褶皱,改变其透光率。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
- 2018年3月之前完成对装置仪器的组建
- 2018年5月完成实验材料的制备
预期效果:双层高分子膜能够有效的对一定区域内的湿度变化进行有效的检测
4. 参考文献
Zeng S, Li R, Freire SG, Garbellotto MM. Moisture-Responsive Wrinkling Surfaces with Tunable Dynamics[J].Advanced Material, 2017, 29(24)