隨著柔性電子設(shè)備的飛速發(fā)展,柔性智能可穿戴設(shè)備已經(jīng)逐漸出現(xiàn)在人們的日常生活中,導(dǎo)電纖維也成為智能可穿戴領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。目前在智能可穿戴上使用最廣泛的導(dǎo)電纖維是金屬導(dǎo)線,傳統(tǒng)金屬導(dǎo)線雖具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能,但質(zhì)量大、不可拉伸、舒適性差等限制了其在紡織材料上的應(yīng)用。而已報(bào)道的彈性導(dǎo)電纖維雖可實(shí)現(xiàn)大范圍伸縮形變,但隨著拉伸倍數(shù)的增加,導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電性能急劇下降,影響信號(hào)穩(wěn)定傳輸。為同時(shí)滿足導(dǎo)電纖維的高彈性和導(dǎo)電穩(wěn)定性,受自然界蠕蟲(chóng)爬行身體結(jié)構(gòu)變化的啟發(fā),本文采用預(yù)應(yīng)力法成功制備了不同預(yù)拉伸倍數(shù)的蠕蟲(chóng)狀仿生微結(jié)構(gòu)石墨烯/聚氨酯導(dǎo)電纖維,并對(duì)其力學(xué)性能、導(dǎo)電性、耐久性、耐磨性以及特殊的應(yīng)變不靈敏性能進(jìn)行了測(cè)試。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）為了在實(shí)驗(yàn)室中批量制備高質(zhì)量的石墨烯,采用高壓均質(zhì)法制備出了少片層甚至單片層石墨烯,制得石墨烯有較大橫向尺寸（平均5～10μm）,通過(guò)TEM邊緣計(jì)數(shù)法對(duì)石墨烯片層進(jìn)行計(jì)數(shù),可見(jiàn)單片層石墨烯,使用該制備石墨烯方法操作簡(jiǎn)單、成本較低、環(huán)保且可量產(chǎn)。（2）為了制備具有應(yīng)變不靈敏性能的石墨烯/聚氨酯導(dǎo)電纖維,通過(guò)筑膜法對(duì)石墨烯和聚氨酯混合導(dǎo)電涂料的配比進(jìn)行了篩選,分析可知石墨... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(A)NTSm@fiber的制作流程；(B)NTSm鞘縱斷面結(jié)構(gòu)示意圖；(C和D)低分辨率和高分辨率SEM圖像

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文5導(dǎo)致的。該彈性體具有顯著的導(dǎo)電性能（在0%和100%拉伸應(yīng)變下電導(dǎo)率分別為170000S/cm和11000S/cm）。另外還制作了一種基于類金屬褶皺彈性體的全彈性體摩擦電納米發(fā)電機(jī)(TENGs)，具有良好的發(fā)電性能。Moon等[47]將金和銀納米線通過(guò)有有圖案的掩膜直接沉積在可拉伸嵌段共聚物基材表面，制備了微纖維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)彈性導(dǎo)體，且通過(guò)調(diào)節(jié)沉積金屬材料的厚度，可以控制制備應(yīng)變不敏感電路和應(yīng)變敏感傳感器，厚金屬沉積層產(chǎn)生應(yīng)變不敏感的電極，薄金屬沉積層產(chǎn)生應(yīng)變敏感的觸覺(jué)感應(yīng)器。Matthew等[48]通過(guò)將Cu-AgNW從溶液中過(guò)濾后一起退火，并將PDMS滲透其中制備出一種具有可拉伸性和高導(dǎo)電性的復(fù)合材料，該復(fù)合材料在經(jīng)過(guò)50次拉伸至50%應(yīng)變后，其電阻僅增加了37%，這在目前導(dǎo)電率大于1000S/cm的材料中是電阻增加較小的材料。該Cu-AgNW復(fù)合材料被膜壓成蛇形電路（如圖1.2），可達(dá)到300%拉伸倍數(shù)。圖1.2(A)0%和(B)50%應(yīng)變的可拉伸LED電路�？衫霯ED電路的蛇形變體(C)0%(D)300%應(yīng)變。三維彈性導(dǎo)體：Won等[49]報(bào)道了一種高度可拉伸的三維螺旋結(jié)構(gòu)彈性導(dǎo)體（如

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1.3所示），首先用螺桿作為模具將聚二甲基硅氧烷（PDMS）定型為螺旋狀，然后將銅納米線（CuNWs）轉(zhuǎn)移到螺旋狀PDMS上制備而成，該彈性導(dǎo)體在700%的拉伸應(yīng)變下電阻變化僅有3.9，在高拉伸下表現(xiàn)有優(yōu)異的導(dǎo)電穩(wěn)定性。Wang等[50]以3D打印的多孔石墨烯蜂窩（GHC）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）復(fù)合材料作為核心材料，超高密度石墨烯泡沫（UDGF）和PDMS復(fù)合材料作為面片，制備出具有導(dǎo)電性（71S/m）的三明治結(jié)構(gòu)蜂窩狀彈性導(dǎo)體，該彈性導(dǎo)體高孔隙率的GHC核心使其在拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)等不同的加載模式下，電阻變化可以忽略不計(jì)，且具有良好的耐久性。圖1.3螺旋結(jié)構(gòu)CuNW彈性導(dǎo)體1.4導(dǎo)電纖維概述導(dǎo)電纖維通常是指在20℃的溫度、65%相對(duì)濕度的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，比電阻不超過(guò)107Ω·cm的纖維[51]。導(dǎo)電纖維可以通過(guò)電暈放電將靜電電荷中和或者釋放，具有顯著的不受溫濕度影響的抗靜電效果，因此導(dǎo)電纖維最初用作抗靜電和電磁屏蔽材料。近年來(lái)，可穿戴電子產(chǎn)品飛速發(fā)展，導(dǎo)電纖維也被廣泛應(yīng)用于柔性傳感器、超級(jí)電容器、人工肌肉等智能可穿戴領(lǐng)域。1.4.1導(dǎo)電纖維的分類

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博士論文
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[1]彈性導(dǎo)電復(fù)合材料的構(gòu)筑及性能研究[D]. 李黎明.西南石油大學(xué) 2016



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