【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料学领域，涉及一种压电薄膜，具体来说是一种帕珠沙星掺杂的pvdf/pedot:pss压电薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、压电薄膜是一种能够产生电荷极化响应的材料，其原理基于压电效应。压电效应是指当材料受到外部机械压力或应变时，其内部的电荷分布发生变化，从而产生电荷极化。这种电荷极化效应使得压电薄膜具备了特殊的电-机械相互转换性能，即能够将机械能转化为电能，或者反过来。在应用方面，压电薄膜具有广泛的潜在用途。首先，它们可以应用于传感器技术，通过监测薄膜的电荷变化来感知外部环境的压力、形变等信息。此外，压电薄膜还可以用于能量收集领域，通过捕获机械振动或压力变化，将其转化为电能，为无线传感器、柔性电子设备等提供可持续的能源来源。此技术还可应用于医疗器械、振动控制、声波传感等领域，展现了其在不同行业中的多功能性和广泛适用性。
2、尽管聚偏氟乙烯(pvdf)作为一种压电材料在压电薄膜领域具有广泛的应用前景，但其压电效应仍有待提高。pvdf因其优越的柔性、化学稳定性和可加工性而备受青睐，然而，为了更好地满足不断增长的科技需求，尤其是在传感器、能量收集和电子器件方面，我们需要进一步提高其压电性能。通过创新性的材料工程和制备技术，可以引入改性剂、纳米颗粒或其他增强剂，以增强pvdf的压电效应。优化pvdf的结晶结构、晶体取向以及压电层间极化等方面的特性，将有助于提高其在应变下的电极化响应，从而增强整体压电性能。
3、pedot:pss是一种高导电性的材料，由于pedot具有共轭结构，使其在氧化状态下表现
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种帕珠沙星掺杂的pvdf/pedot:pss压电薄膜及其制备方法，所述的这种帕珠沙星掺杂的压电薄膜及其制备方法要解决现有技术中的压电薄膜电荷传输性能、压电效应效果不佳的技术问题。
2、本专利技术提供了一种帕珠沙星掺杂的pvdf/pedot:pss压电薄膜，由聚偏氟乙烯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚[苯乙烯磺酸]和帕珠沙星组成，所述的聚偏氟乙烯和聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚[苯乙烯磺酸]的质量比例为1:1，所述的帕珠沙星占压电薄膜的质量比为0.1％～1.0％。
3、进一步的，所述的帕珠沙星占压电薄膜的质量比为0.5％。
4、本专利技术还提供了上述的一种帕珠沙星掺杂的pvdf/pedot:pss压电薄膜的制备方法，包括如下步骤：
5、1)将聚偏氟乙烯和聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚[苯乙烯磺酸]按照质量比例1:1混合，然后加入n,n-二甲基甲酰胺进行混合，并在60℃的温度下搅拌2-2.5小时；
6、2)向步骤1)的混合物中添加帕珠沙星，帕珠沙星的加入量为聚偏氟乙烯、
7、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚[苯乙烯磺酸]和帕珠沙星总物质量的0.1％～1.0％，在室温下搅拌1-2小时；
8、3)将步骤2)的混合物溶解于n,n-二甲基甲酰胺中，保持温度在60-65℃，并进行充分搅拌2-3小时，形成均质的溶液；
9、4)采用旋涂法，在1500rpm的转速下将溶液涂覆在硅衬底上，形成均匀的薄膜，然后，在70-80℃的烘箱中将其烘干2-3小时，以去除残余的溶剂；
10、5)将涂覆在硅衬底上的薄膜放入真空室中，保持温度在55-65℃，进行溶剂蒸发处理，直至薄膜完全凝固，接着，将薄膜放入100-120℃的烘箱中，烘干3-4小时；
11、6)对制备好的薄膜在180-200℃的热台上热处理1-2小时即得到帕珠沙星掺杂的压电薄膜。
12、对于pedot:pss，选择合适的掺杂剂能有效地调控其性能，帕珠沙星掺杂pedot:pss在压电材料中具有显著的优势。首先，帕珠沙星作为一种含有氟元素的化合物，其掺杂能够调控pedot:pss的载流子迁移特性，从而促进电荷的传输。这有助于提高材料的导电性能，为压电效应的发生提供了有利条件。其次，适量的帕珠沙星掺杂可引发压电电压的显著提升，为材料在应用中展现出更为优越的压电性能奠定了基础。这种掺杂的优势在实验中得到了验证，不同浓度下的帕珠沙星掺杂均呈现出压电性能的变化趋势，为材料设计和性能优化提供了新的思路和可能性。因此，帕珠沙星在pedot:pss中的有效掺杂为压电材料的研究和应用开辟了新的方向。
13、本专利技术采用掺杂的聚偏氟乙烯(pvdf)与聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚[苯乙烯磺酸](pedot:pss)混合材料制备高压电效应的压电薄膜。在这一设计中，pedot:pss的独特性质得以充分发挥，具有显著的优势：首先，pedot:pss本身具有卓越的导电性能，能够有效提高整体薄膜的电导率。这对于压电薄膜的性能至关重要，因为更高的电导性能有助于更有效地传递和分布压电效应，从而最大程度地提升整体的压电性能。其次，pedot:pss的掺杂可调控性使得我们能够灵活地调整材料的电性质，进一步优化pvdf的压电效应。这种可调控性为我们提供了定制化材料的机会，使其在不同应用场景中发挥最佳性能。通过将这两种材料相互结合，我们可以实现材料性能的协同增强，充分发挥各自的优势。这种掺杂的pvdf/pedot:pss压电薄膜在传感器技术、能量收集、柔性电子设备等领域具有广泛应用前景，为压电材料的研究和应用开辟了新的可能性。这一专利技术将有助于推动压电薄膜技术的创新，为未来电子器件和应用提供更为高效、可靠的解决方案。
14、本专利技术和已有技术相比，其技术效果是积极和明显的。本专利技术通过将帕珠沙星引入pvdf/pedot:pss复合材料中，实现了对压电薄膜性能的双重增强。帕珠沙星的引入不仅提高了材料的电导性能，还通过其特殊的结构和掺杂效应优化了整体薄膜的压电性能。这种帕珠沙星掺杂的pvdf/pedot:pss压电薄膜在传感器、能量收集、柔性电子设备等领域具有广泛应用前景。
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1.一种帕珠沙星掺杂的PVDF/PEDOT:PSS压电薄膜，其特征在于，由聚偏氟乙烯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚[苯乙烯磺酸]和帕珠沙星组成，所述的聚偏氟乙烯和聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚[苯乙烯磺酸]的质量比例为1:1，所述的帕珠沙星占压电薄膜的质量比为0.1％～1.0％。
2.根据权利要求1所述的一种帕珠沙星掺杂的PVDF/PEDOT:PSS压电薄膜，其特征在于，所述的帕珠沙星占压电薄膜的质量比为0.5％。
3.权利要求1所述的一种帕珠沙星掺杂的PVDF/PEDOT:PSS压电薄膜的制备方法，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种帕珠沙星掺杂的pvdf/pedot:pss压电薄膜，其特征在于，由聚偏氟乙烯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚[苯乙烯磺酸]和帕珠沙星组成，所述的聚偏氟乙烯和聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚[苯乙烯磺酸]的质量比例为1:1，所述的帕珠沙星占压电薄膜的质量比为0.1％～1...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛蔚，谢少伟，童臻，赵泽军，何宇湉，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属仁济医院，
类型：发明
国别省市：
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