提出并实现了一种基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）增敏空芯微瓶谐振腔（PS-HCMR）的高灵敏温度传感器。采用提拉镀膜法在高Q值（~7.83×10⁷）PS-HCMR表面均匀涂敷一层PDMS薄膜以实现热敏功能化，基于PS-HCMR回音壁模共振谱的热敏感性以及PDMS的高热光效应和热膨胀效应，实现了对温度信号的高灵敏度感知与测量。实验结果表明：当膜层厚度为150 μm时，温度灵敏度可达0.127 nm·℃^-1，相比于纯SiO₂ HCMR提高了32倍。所提出的PS-HCMR的温度传感器具有灵敏度高、制备简单、结构紧凑等优势，在工业化控制、电力系统、环境监测等领域中具有良好的应用前景。

水泥基涂层疏水化改性处理是提高其防护效果的有效途径，然而有机硅烷类疏水性材料存在分散性差、弱化涂层物理性能及耐久性的问题。以含羟基聚二甲基硅氧烷为第二油相(PDMS)，采用一步法高速剪切乳化工艺实现了高稳定/疏水型改性聚丙烯酸酯乳液的制备，并进一步构建了高耐久聚合物水泥基防护涂层。研究结果表明：相匹配的PDMS分子量、掺量、剪切速率可获得兼具良好稳定性和疏水性的改性乳液，乳液30 d未见分层现象、乳胶膜接触角提高24.9%、吸水率降低28.94%；制备的聚合物水泥基涂层展现了优异的力学性能、疏水性、耐紫外老化、耐海水和碱溶液浸泡性能，氯离子渗透系数仅为0.193×10-6 mm2/s；分析了乳液的改性机理与涂层耐久性增强机制。

提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）增敏的级联双腔温度传感器，该传感器由PDMS腔和空气腔级联而成，且级联双腔的光程相近，从而干涉谱产生游标效应。此外，空气腔的两端均为PDMS，当温度增加时，空气腔两端的PDMS因膨胀同时挤压空气腔，大幅提高了空气腔的温度响应。在PDMS膨胀和游标效应的双重作用下，该传感器具有非常高的温度灵敏度。实验结果表明，在40~42 ℃范围内，传感器的温度灵敏度约为-20.55 nm /℃，相比单个PDMS腔提高了37倍。该传感器具有结构紧凑、灵敏度高、稳定性好等优点，具有很好的应用前景。

提出了一种基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的水滴型光纤挥发性有机化合物（VOC）传感器，用于检测VOC的泄漏。该传感器由一段标准单模光纤弯曲形成，其形状类似水滴，封装在PDMS中。实验通过监测传感器输出光谱的波长漂移情况来实现对VOC浓度的检测。实验结果表明：当PDMS吸收VOC时，体积膨胀，水滴型光纤结构的有效弯曲长度减小，在VOC体积分数为0~9960×10-6范围内，输出光谱发生蓝移，其灵敏度为-0.542 pm/10-6，检测精度为37×10-6，响应时间为8.3 min；当采用强度解调方法时，1539.00 nm波长处的灵敏度最大（-3.22×10^-4 dB/10-6） ，检测精度为31×10-6。

为了实现在狭窄环境中对挥发性有机物进行有效探测, 本文提出了一种基于探针结构的光纤挥发性有机物传感器。该传感器是由一段单模光纤与一段长度约为130m的空芯光纤相连, 其中空芯光纤内嵌厚度约15m的聚二甲基硅氧烷薄膜, 通过组合最终得到的传感器的尺寸仅为150m。单模光纤、空芯光纤和聚二甲基硅氧烷薄膜一起组成法布里-珀罗腔干涉仪。聚二甲基硅氧烷薄膜吸收挥发性有机物气体时会引起其自身的体积膨胀使得法布里-珀罗的腔长发生变化从而导致干涉波长发生漂移。实验结果表明: 首先, 所提出基于探针结构的光纤挥发性有机物传感器在0～900?0ppm异丙醇浓度测量范围内的灵敏度为2.0pm/ppm, 当光谱仪的最小分辨率为0.02nm时, 传感器对挥发性有机物的检测下限为10ppm。其次, 该传感器还表现出较好的稳定性和重复性, 在30 min的稳定性测试实验中, 该传感器的实际测量误差范围为±30ppm, 说明具有较好的稳定性。三次重复性实验也验证了该传感器具有较好的重复性。最后, 该传感器的响应时间小于42s, 说明具有较快的响应速度。总体来说, 该传感器在检测挥发性有机物方面具有较高的灵敏度和较低的检测下限, 具有良好的稳定性和重复性, 响应速度快。而且传感器本身制作成本较低, 生产工艺简单, 可以实现大规模生产制造。在测量时, 该传感器不受空间环境的限制, 可以实现在狭窄的环境中挥发性有机物的探测。

设计了一种以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质基片的超宽带(UWB)天线，其辐射单元由矩形和半圆环金属贴片组成，两部分结构由带状贴片连接，采用共面波导方式馈电。上述金属贴片嵌入在 PDMS基片中间，用于人体通信的可穿戴系统。利用嵌入式结构，有效提高了天线的柔韧性和耐用性。为了更好地模拟天线在人体表面的工作环境，构建了包括皮肤、脂肪和肌肉的三层人体组织模型，满足人体安全的国际标准的最大天线比吸收率值为 16.4 mW。最后对天线样品进行测试，结果表明天线总体性能稳定，阻抗带宽为 5.39-10.33 GHz，实现了在医学机构使用的频段(5.725-5.875 GHz)要求。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一种高分子有机硅化物,广泛应用于微流控芯片制备、生物、光学以及复合材料基体等不同的领域。通过结合PDMS与光纤结构构建了光纤干涉仪,利用光学传感技术研究了PDMS折射率和线膨胀的气压响应特性。实验结果表明,PDMS的折射率随气压的变化率为-2.1×10 ^-2 RIU/MPa(RIU为折射率单位),线膨胀随气压的变化率为17.3 μm/MPa。采用光学测量的形式对PDMS的折射率和线膨胀气压响应进行研究,精确度和可靠性更高。