导电纤维

聊一聊最近出来的新型弹性导电纤维!。导电纤维大家应该都知道,通常是指在常温下电阻低于107 Ω.cm的纤维,是用金属或导电有机物这些材料制作出来的。早期的导电纤维主要是金属型的,不过因为金属硬度大、柔韧性差,不太适合做智能纺织品,所以没怎么被直接用在可穿戴设备上。后来大家发现了导电聚合物,这可是个大突破。比如用Lewis酸AsF5进行氧化还原掺杂,给聚乙炔(PA)的电导率增加了13个数量级,达到了103S/cm,导电性能简直能跟铜、金媲美。再加上碳系材料的力学和电学性能特别好,像石墨烯里面的π电子到处乱跑,导电能力也超强。现在常用的制备方法主要有原位法、表面处理法和碳处理法。原位法里面又有直接纺丝、掺杂纺丝和复合纺丝这几种。特别是复合纺丝法弄出来的纤维,力学性能和电学性能都不错,还容易跟别的纤维混在一起做衣服。表面处理法就是在合成纤维表面涂上导电材料或者弄层薄膜。碳处理法是通过碳化技术处理纤维,因为主链里的碳原子多了,导电能力就提升了。不过这种纤维模量高又脆,用起来有点局限。 现在把导电纤维和别的材料合在一起用效果更好。像用聚氨酯纤维和铜合金做的这种材料,既有弹性又有导电性。把导电聚合物PSS和单壁碳纳米管混在一起纺出来的复合纤维也挺厉害的。最近还把导电聚合物做成了单独的或者跟光纤传感器结合起来,用来监测温度、压力这些东西。纳米碳材料这块儿主要是碳纳米管和石墨烯被用得多。比如拿SBS做基础材料加上多层石墨烯做成柔性导电复合纤维,电容性能不错,功率损耗也低,拉伸上千次后还能保住90%以上的电容呢。 导电纤维以后能在各种传感器、电容器里派上用场。不光要能稳定导电,还要具备柔软、可拉伸的特点。现在可穿戴电子产品还在起步阶段,但把导电纤维融入到日常生活中肯定是个发展方向!