隨著柔性電子設備的飛速發(fā)展,柔性智能可穿戴設備已經(jīng)逐漸出現(xiàn)在人們的日常生活中,導電纖維也成為智能可穿戴領域研究的重點。目前在智能可穿戴上使用最廣泛的導電纖維是金屬導線,傳統(tǒng)金屬導線雖具有優(yōu)異的導電性能,但質量大、不可拉伸、舒適性差等限制了其在紡織材料上的應用。而已報道的彈性導電纖維雖可實現(xiàn)大范圍伸縮形變,但隨著拉伸倍數(shù)的增加,導電纖維的導電性能急劇下降,影響信號穩(wěn)定傳輸。為同時滿足導電纖維的高彈性和導電穩(wěn)定性,受自然界蠕蟲爬行身體結構變化的啟發(fā),本文采用預應力法成功制備了不同預拉伸倍數(shù)的蠕蟲狀仿生微結構石墨烯/聚氨酯導電纖維,并對其力學性能、導電性、耐久性、耐磨性以及特殊的應變不靈敏性能進行了測試。主要研究內(nèi)容如下:（1）為了在實驗室中批量制備高質量的石墨烯,采用高壓均質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TEM邊緣計數(shù)法對石墨烯片層進行計數(shù),可見單片層石墨烯,使用該制備石墨烯方法操作簡單、成本較低、環(huán)保且可量產(chǎn)。（2）為了制備具有應變不靈敏性能的石墨烯/聚氨酯導電纖維,通過筑膜法對石墨烯和聚氨酯混合導電涂料的配比進行了篩選,分析可知石墨... 

【文章來源】：青島大學山東省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

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

青島大學碩士學位論文5導致的。該彈性體具有顯著的導電性能（在0%和100%拉伸應變下電導率分別為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(TENGs)，具有良好的發(fā)電性能。Moon等[47]將金和銀納米線通過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)絡狀結構彈性導體，且通過調節(jié)沉積金屬材料的厚度，可以控制制備應變不敏感電路和應變敏感傳感器，厚金屬沉積層產(chǎn)生應變不敏感的電極，薄金屬沉積層產(chǎn)生應變敏感的觸覺感應器。Matthew等[48]通過將Cu-AgNW從溶液中過濾后一起退火，并將PDMS滲透其中制備出一種具有可拉伸性和高導電性的復合材料，該復合材料在經(jīng)過50次拉伸至50%應變后，其電阻僅增加了37%，這在目前導電率大于1000S/cm的材料中是電阻增加較小的材料。該Cu-AgNW復合材料被膜壓成蛇形電路（如圖1.2），可達到300%拉伸倍數(shù)。圖1.2(A)0%和(B)50%應變的可拉伸LED電路。可拉伸LED電路的蛇形變體(C)0%(D)300%應變。三維彈性導體：Won等[49]報道了一種高度可拉伸的三維螺旋結構彈性導體（如

青島大學碩士學位論文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）轉移到螺旋狀PDMS上制備而成，該彈性導體在700%的拉伸應變下電阻變化僅有3.9，在高拉伸下表現(xiàn)有優(yōu)異的導電穩(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）復合材料作為核心材料，超高密度石墨烯泡沫（UDGF）和PDMS復合材料作為面片，制備出具有導電性（71S/m）的三明治結構蜂窩狀彈性導體，該彈性導體高孔隙率的GHC核心使其在拉伸、彎曲和扭轉等不同的加載模式下，電阻變化可以忽略不計，且具有良好的耐久性。圖1.3螺旋結構CuNW彈性導體1.4導電纖維概述導電纖維通常是指在20℃的溫度、65%相對濕度的標準狀態(tài)下，比電阻不超過107Ω·cm的纖維[51]。導電纖維可以通過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，因此導電纖維最初用作抗靜電和電磁屏蔽材料。近年來，可穿戴電子產(chǎn)品飛速發(fā)展，導電纖維也被廣泛應用于柔性傳感器、超級電容器、人工肌肉等智能可穿戴領域。1.4.1導電纖維的分類

【參考文獻】：
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博士論文
[1]功能化導電聚合物復合纖維的制備、物理性質及其在應力傳感器方面的應用[D]. 于桂鳳.青島大學 2016

碩士論文
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本文編號：3394419