發(fā)布時間：2022-01-10 11:39

　　可穿戴電子設(shè)備是可以直接穿在身上或者整合到配件中的一種便攜式電子設(shè)備,新一代的可穿戴電子設(shè)備除了要有優(yōu)良的功能,還需要具備靈活性、伸縮性、親膚性等特點(diǎn)。蠶絲兼具強(qiáng)度和韌性的完美平衡,其織物也滿足可穿戴電子產(chǎn)品對于柔韌性和舒適性的要求,是一種制備可穿戴電子設(shè)備的優(yōu)良基材。但是,天然蠶絲纖維/織物的絕緣性極大地限制了其在柔性電子設(shè)備領(lǐng)域應(yīng)用,而碳納米管（CNTs）具有優(yōu)異的導(dǎo)電性以及較大的長徑比,是賦予蠶絲材料導(dǎo)電性的理想材料。如何使碳納米管牢固粘附在蠶絲基底上的同時,還保留蠶絲纖維/織物的光澤、親膚性等特點(diǎn)是目前制備碳納米管/蠶絲導(dǎo)電材料的技術(shù)難點(diǎn)。針對這一問題,本課題選用碳納米管為導(dǎo)電材料,通過微溶解技術(shù)在蠶絲織物表面引入導(dǎo)電性良好的CNTs層制備了單面導(dǎo)電蠶絲織物,并對其在柔性導(dǎo)電材料、傳感器以及發(fā)熱材料等方面的應(yīng)用進(jìn)行了探究。本文主要包括以下三個方面的內(nèi)容:（1）以蠶絲織物為基材,采用氯化鈣/乙醇/水（CaCl₂/EtOH/H₂O）、乙二胺四乙酸二鈉/尿素（EDTA-2Na/Urea）以及甲酸/乙醇（FA/EtOH）3種蠶絲蛋白溶解體系,... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）―干涂法‖制備阻燃導(dǎo)電蠶絲織物[31]；（b）―滴涂法‖制備PEDOT-PSS/MWCNTs復(fù)合導(dǎo)電蠶絲織物[28]

第1章緒論5等[38]以Py為原料，通過原位聚合法制備了導(dǎo)電真絲織物，并采用Box-Behnken響應(yīng)面設(shè)計對蠶絲織物上PPy的原位聚合工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。圖1-2原位聚合PPy導(dǎo)電蠶絲織物的電鏡圖[37]Figure1-2SEMpicturesofPPy-coatedsilkfabricsfabricatedbyinsituoxidativepolymerization1.3.3化學(xué)鍍化學(xué)鍍是一種歷史久遠(yuǎn)的鍍金屬工藝，起初應(yīng)用于金屬表面，近年來化學(xué)鍍的基體材料已從金屬發(fā)展到塑料、陶瓷、織物等非金屬材料。通過化學(xué)鍍將銅、鎳等金屬鍍在織物表面從而賦予織物特殊性能已成為織物功能化研究中的重要方向之一，其流程主要包括織物預(yù)處理（除油、粗化、敏化、活化）、化學(xué)鍍以及后處理[39]�；瘜W(xué)鍍多用于合成纖維織物（如滌綸、腈綸織物），在蠶絲織物上也有嘗試[40]。在蠶絲織物上進(jìn)行化學(xué)鍍時，必須先對其進(jìn)行敏化或活化處理，在織物表面生成催化活性中心，再將目標(biāo)金屬離子沉積在織物上[41]。比如：DanYu等[42]以三（2-羧乙基）膦（TCEP）為還原劑在蠶絲織物表面化學(xué)鍍銀制備了導(dǎo)電蠶絲織物。處理過程中，TCEP使蠶絲表面二硫鍵斷裂并生成巰基，將蠶絲浸泡在AgNPs溶液中后，這些巰基會與銀離子形成絡(luò)合物，作為催化種子引發(fā)化學(xué)鍍�；瘜W(xué)鍍銀后蠶絲織物上沉積了均勻致密的銀膜，同時具有良好的導(dǎo)電性（表面電阻為480Ω·sq-1）和抗菌性能（對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率分別為99.98%和99.83%），但是其粘結(jié)強(qiáng)度還有待提高。BintianLi等[16]通過連續(xù)化學(xué)鍍在蠶絲織物表面制備了鎳叉指電極，再在織物上噴涂氧化石墨烯（GO）傳感層制備了柔性絲基呼吸傳感器。該裝置能夠準(zhǔn)確檢測人的呼吸頻率，并能有效地區(qū)分正常、深呼吸和快速呼吸，經(jīng)2500次的彎曲和扭轉(zhuǎn)后傳感器性能幾乎不受影響，為制備基于紡織品的可穿戴電子設(shè)備提?

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1-3（a）化學(xué)鍍銀法制備抗菌導(dǎo)電絲織物[42]；（b）連續(xù)化學(xué)鍍法制備鎳叉指電極修飾的導(dǎo)電蠶絲織物[16]Figure1-3a)Preparationofconductivesilkfabricwithantibacterialpropertiesbyelectrolesssilverplating.b)Preparationofconductivesilkfabricbysuccessiveelectrolessplatingofnickelinterdigitalelectrode.1.3.4高溫碳化高溫碳化也是制備導(dǎo)電蠶絲織物的方式之一[43，44]。其原理是：蠶絲主要包括無定形結(jié)構(gòu)和β-折疊結(jié)構(gòu)兩種構(gòu)象。β-折疊結(jié)晶部分包含兩個或更多的蛋白分子鏈，分子鏈之間通過近端肽鏈之間的氫鍵穩(wěn)定，在高溫?zé)崽幚磉^程中，相鄰肽鏈之間的分子間脫水可能導(dǎo)致芳構(gòu)化或者環(huán)化，形成六方碳環(huán)甚至高度有序的石墨化結(jié)構(gòu)賦予蠶絲導(dǎo)電性，而蠶絲的其他部分則轉(zhuǎn)化為非晶碳[45]。比如：ChunyaWang等[46]在氬氣/氫氣混合氣氛下，對蠶絲織物進(jìn)行階段高溫處理：（i）以10°C·min-1的速率從25°C加熱至150°C，并保持60min；ii）然后以5°C·min-1的速率加熱至350°C并保持180min；iii）以3°C·min-1的速率加熱至950°C并保持120min；iv）自然冷卻系統(tǒng)至室溫）后，獲得了具有優(yōu)異導(dǎo)電性的碳化蠶絲織物（約140Ω·sq1）。該織物經(jīng)封裝后被制備成應(yīng)變傳感器，該傳感器具有傳感范圍寬（0%到500%以上）、靈敏度高、響應(yīng)快（<70ms）、耐久性好（10000次

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[3]家蠶絲碳化制備電催化材料及在催化析氫反應(yīng)中的應(yīng)用[D]. 劉鑫榮.浙江理工大學(xué) 2017
[4]離子液體下絲素蛋白膜的制備及其性能研究[D]. 任厚朋.青島科技大學(xué) 2014
[5]不同地區(qū)不同繭絲結(jié)構(gòu)的研究[D]. 張陽陽.浙江理工大學(xué) 2014
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[8]導(dǎo)電真絲的制備及其性能研究[D]. 石娟.蘇州大學(xué) 2010
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[10]真絲纖維微空穴生成及結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 王建南.蘇州大學(xué) 2002



本文編號：3580646