【48812】我国科大成功制备仿蜘蛛丝结构的高功能导电水凝胶纤维

时间: 2024-06-30 19:46:51 |   作者: 新闻中心

  弹性可拉伸导电纤维是制备可拉伸电子器件的要害资料。导电水凝胶具有必定的弹性和可拉伸性，但导电水凝胶中的高分子链一般处于无序摆放的状况，这种无序结构约束了导电水凝胶资料的力学功能和导电功能。经过调控导电水凝胶中高分子链的摆放和取向，然后制备出具有有序结构的导电水凝胶纤维，是制备弹性可拉伸导电纤维的一种新策略，并具有极端严重的使用价值。

  蜘蛛丝具有多层次的有序结构，然后表现出优异的力学功能。受蜘蛛丝的有序结构和纺丝办法的启示，我国科学技术大学马分明课题组经过凝胶纺丝的办法，完成了调控导电水凝胶中高分子链的摆放和取向、制备出高功能导电水凝胶纤维的方针：在室温下由聚丙烯酸钠（PAAS）溶液直接纺丝得到水凝胶纤维，经过涂覆聚丙烯酸甲酯（PMA）防水层，构成具有核-壳结构的PMA-PAAS水凝胶纤维（MAPAH纤维）。在MAPAH纤维中，PAAS结晶区和非晶区共存并能快速可逆互变，使MAPAH纤维表现出优异的机械功能、导电功能以及抗冻功能。MAPAH纤维具有高拉伸强度（5.6 MPa）和大开裂伸长率（1200％），并能在大幅度拉伸后快速回复。PAAS水凝胶作为导电芯（电导率为2 S m-1），PMA层作为防水和绝缘涂层，使MAPAH纤维可当作具有高可拉伸性的弹性导线C也能坚持其可拉伸性和导电性，表现出优异的抗冻功能。作为一种高功能和低成本的弹性可拉伸导电水凝胶纤维，MAPAH纤维将可用于开发根据纺织资料的可拉伸电子器件。