网站大量收购独家精品文档,联系QQ:2885784924

MXene基高柔性导电纤维_纱线的制备及其智能响应性能研究.pdfVIP

MXene基高柔性导电纤维_纱线的制备及其智能响应性能研究.pdf

  1. 1、本文档共77页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多

MXene基高柔性导电纤维/纱线的制备及其智能响应性能研究

摘要

人口老龄化是世界各国都将面临的难题,以现有的医疗体系难以满足未来庞大的老龄化人口

需求。幸运的是,随着科技的进步与发展,纳米材料、纺织科学、电子信息等学科的飞速发展,

使得智能可穿戴电子产品应运而生。智能可穿戴电子产品可以实时监测患者生理参数、辅助疾病

诊断、协助运动康复以及实现远程医疗监护等。因此,智能可穿戴设备在未来具有广阔的应用前

景。导电纤维作为智能可穿戴电子设备的基本单元,起着传输电子和信号的关键作用。传统硬性

金属导线没有弹性,难以适应人体表面产生的弯曲变形。有研究者将金属丝抽长拉细并且进行结

构设计(蛇形、螺旋形)等来实现柔性,但是金属材料刚性大,难以符合服饰所需的柔性和悬垂

性,严重影响穿着舒适感。有研究者提出将纳米导电材料和柔性聚合物通过表面处理或掺杂等方

法制备柔性导体,但是电学性能较差,影响电子元件正常工作。基于以上难题,本文通过湿法纺

丝调节TiCTMXene分散液流变性能,促使MXene片层之间形成有序排列,制备出具有高导电

32x

性的柔性纯MXene纤维。为了进一步解决高导电性和大尺度拉伸应变之间的“权衡”限制,我们

使用氨纶包芯纱作为弹性基底,将多巴胺改性的MXene与银纳米线(AgNWs)交替制备了一款具

有芯鞘异质互锁结构的超可拉伸导电纤维。由于包芯纱优异的高弹性和坚固的导电网络,制备的

导电纤维可以在300%应变下进行工作。本文主要内容如下:

(1)为了制备柔性舒适且具备高导电性的导体,通过湿法纺丝调控大片层MXene纳米片的

流变性能,制备了高度有序排列的纯MXene纤维,其电导率高达5539S/cm,得益于静电交联作

用,拉伸断裂强度可达12MPa,并且制备的导电纤维可以接入电路点亮小灯泡,在大角度弯曲应

变下纤维电导率几乎维持不变。通过与介电层聚二甲基硅氧烷(PDMS)结合,制备了一款小巧、

易装配的压力传感器,可以集成在项圈上进行发音监测和辨别。此外,通过冷冻干燥技术,我们

2

还开发了一款MXene气凝胶纤维,在70mg/mL浓度具有69m/g的比表面积,通过芯吸作用与相

变材料聚乙二醇(PEG)结合制备了一款蓄热调温纤维(MXene@PEG-F)。MXene有序排列组装

为电/光以及热能有效传输提供了高速通道,使得MXene@PEG-F具有优异的光/电热响应性能。在

温度骤变情况下,为维持个人微环境稳定性与舒适性提供了有效保障。

(2)为了解决导电纤维大拉伸应变和高导电性之间的“权衡”限制,以及表面处理法导致导

电材料粘附性差、环境稳定性差等缺点。我们将多巴胺(DA)接枝在MXene表面,制备的

MXene表面具有一层粘附性的保护层。随后与一维AgNWs交替自组装,制备了一款以包芯纱为

基底的超可拉伸纤维导体。同时具有高弹性聚合物(大机械拉伸性)和导电金属(高导电性)的

双重特性。贻贝启发的聚多巴胺功能化MXene(PDM)被提出作为一种新型的粘合、保护和导电

性的焊料,将AgNWs焊接到互连的弹性导电纤维中。棉纤维间隙和PDM纳米片之间的强大毛细

力和界面相互作用诱导了AgNWs从松散接触到相互连接的弹性纳米渔网的高效冷焊。此外,粘性

的二维PDM纳米片作为界面相互作用的促进剂和保护层也显著提高了导体的界面稳定性(断裂强

度从74MPa提高到79MPa,同时保持了较高的断裂伸长率540%)和环境稳定性。我们惊奇的发

现,在纳米级焊接过程中,同轴PDM网络和银纳米鱼网之间逐渐形成原位芯鞘异质联锁,这使得

5

纤维导体即使在大的机械变形下仍能表现出0.95×10S/m的高电导率(300%拉伸应变下

2

ΔR/R0.2)。此外,由于其优异的光、电响应效应,仅在100mW/cm光密度下就能

您可能关注的文档

文档评论(0)

论文资源 + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档