PDMS基底微納結構超材料柔性位移感測機理及套用研究

《PDMS基底微納結構超材料柔性位移感測機理及套用研究》是依託北京航空航天大學，由馮迪擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：PDMS基底微納結構超材料柔性位移感測機理及套用研究
• 依託單位：北京航空航天大學
• 項目負責人：馮迪
• 項目類別：面上項目

項目摘要

作為最基本、最主要的幾何量，位移感測測量在工程技術領域有重要意義。本項目提出了一種全新的位移感測測量方法。利用有機聚合物PDMS的柔軟可變形性直接貼附在被測物體上感受物體的位移變化，同時利用微納加工技術和表面等離子激元理論，在PDMS基底上設計、製備金屬微納結構超材料，使得物體位移量轉化為PDMS的變形量，進一步引起超材料微納結構的空間變化，通過探測經過超材料調製後出射光波的特性（頻率振幅等），完成對位移量的感測測量。該方法的位移感測單元質量輕、體積小、無任何外接引線、可以與被測物良好匹配，並且因為超材料的人工設計特性和PDMS的強柔韌性，可適應不同的測量量程。項目主要研究柔性基底超材料位移感測機理、柔性基底材料與金屬微納結構的匹配、位移感測單元的微納製備和進行原理性位移測量實驗。研究不僅對柔性基底超材料研究有重要理論和實際指導意義，而且將發展一種全新的位移量測量方法，實際套用前景廣泛。

結題摘要

本項目研究了利用有機聚合物PDMS的柔軟可變形性直接貼附在被測物體上從而進行位移量測量的可行性。項目首先研究了器件的微納製備方法，包括利用PDMS印章製備納米顆粒陣列圖形，將圖形刻蝕到Si基底上，利用電子束沉積將金屬製備到Si基底的圖案上，最後將金屬納米顆粒轉印到PDMS柔性基底上。其次實驗驗證了器件在經過機械變形後，透射光譜的分布情況，實驗和理論計算結果都表明極化入射光角度為90度時，基底有30%變形後，產生的最大透射光譜頻移為72nm。研究不僅對柔性基底超材料研究有重要理論和實際指導意義，而且將發展一種全新的位移量測量方法，在實際套用中具有重要意義。