学习 | 新型弹性导电纤维，了解一下！

弹性导电

纤维

智能可穿戴设备的星期，对弹性导电纤维的需求越来越高。

传统单种纤维不能既导电有具有弹性，因此复合纤维才能作为弹性导电纤维。

一般弹性导电纤维的基底材料大多为为聚氨酯，而导电材料可以有多种选择，如碳基材料，MXene体系，金属薄膜等。

韩国的一位教授通过一种新的方式，制作出一种高耐久性的弹性聚合物封装的纳米银粒子网络的超伸缩弹性纤维。

该纤维使用金属薄膜作为导电材料，但是解决了金属薄膜材料不能再垂直方向受较大加载的问题。

实验方法

1.纳米银的涂敷

将聚氨酯缠绕在表面改性不锈钢(SUS)螺旋槽模具周围，将其浸入Ag前驱体溶液中，并还原，将水合肼与乙醇（1：1）滴在缠绕的纤维上，以去除Ag+。

其中，全氟癸硫醇对不锈钢(SUS)螺钉表面进行化学处理后，加速AgNps的析出。

2.纳米银的涂敷

将多余的水合肼洗去，在空气中晾干后进行倒模，纤维呈现出螺旋状，并将弹性体与交联剂比例为10：1的PDMS混合物，涂覆在纤维表面。

测试方法

1.SEM测试

1.聚合物纤维表面涂覆上了富Ag层，机械模量也有所增加。

2.在聚合物的多微丝结构中未见到形态学损伤，纤维具有高弹性。

3.导电纤维获得了足够的刚度，可以独立地维持其螺旋结构，但在严重变形后仍有被永久扭曲的风险。

PDMS涂层平滑了由多个微丝组成的螺旋纤维的不均匀表面，因此导电纤维获得了具有圆形截面的真螺旋结构。

2.电阻/应力-应变测试

在外加应变小于临界应变时，纤维上受到的应力几乎不变，意味着螺旋纤维诱导的收缩力小到可以忽略不计。然而，当外加应变大到足以拉长纤维时，应力急剧增加。

其电阻也成类似变化。

3.垂直加载测试

对未涂覆螺旋纤维和 pdms涂覆螺旋纤维进行垂直加载，比较形变。

因为压缩力在纤维凹凸不平的表面分布并不均匀，所以未涂覆PDMS涂层的纤维发生随机变形。

PDMS涂层凭借其固有的弹性，使纤维的崎岖表面变得光滑，同时使纤维的横截面几乎完美地呈圆形。因此在加载的过程中，应力均匀地分布在环上。

结论

1.通过在表面改性的SUS螺钉上缠绕聚合物纤维，然后在整个纤维中产生AgNPs，然后在其表面涂上 PDMS，这使导电纤维成为具有圆形截面的真正螺旋结构。

2.当对涂有PDMS的螺旋纤维施加应变时，电阻几乎没有增加，而在临界应变处，每条应变-电阻曲线的斜率都迅速增加，此时螺旋结构完全展开。

3.由于外部有PDMS涂层,螺旋可拉伸互连线即使分别在100%应变和 1000次重复垂直载荷下经历了10000次拉伸循环，也表现出了高的电气可靠性和机械耐久性。