[发明专利]一种超高弹性导线及其制备方法

说明书

本发明提供一种超高弹性导线及其制备方法，所述超高弹性导线呈螺旋结构，所述超高弹性导线包括底层弹性衬底、粘附于底层弹性衬底表面的呈螺旋结构的柔性导电纤维、以及用于包埋所述柔性导电纤维的柔性填充衬底。

技术领域

本发明涉及一种超高弹性导线及其制备方法，属于柔性及可拉伸、可穿戴电子领域以及新材料技术领域。

背景技术

传统电子学的发展趋势是微型化以及集成化，而当前电子学的最新发展趋势与发展要求是柔性、可伸缩性以及可穿戴性【非专利文献1,2】。弹性导线是指产生大形变后仍能保持优异导电性的新型柔性导线，是柔性、可穿戴电子器件的重要组成部分，在信息感知和传输方面都具有重要的作用。常见的制备弹性导线的方法包括三大类，第一种是将纳米导电填料填充于弹性聚合物基体中，这种方法的缺点是制备的导线电导率较低，填充量较大会导致聚合物硬度大大增加，影响聚合物基体的弹性【非专利文献3，4】；第二种是将液态金属填充于中空的弹性聚合物纤维中，这种方法的缺点是制备难度大，且毒性较大，不适用于可穿戴电子【非专利文献5】；第三种是将柔性导电材料附于预制波浪或螺旋结构的弹性纤维表面，这种方法的问题在于导电材料与弹性衬底的界面结合不够牢固，循环稳定性较差【非专利文献6，专利文献1】。由于结构和制备方法的限制，目前报道的弹性导线的最大拉伸范围约为初始长度的10倍左右，无法满足超可拉伸电子器件的需求【非专利文献7】。

参考技术文献

非专利文献1Rogers J A,Someya T,Huang Y.Materials and mechanics forstretchable electronics[J].Science,2010,327(5973):1603-1607.；

非专利文献2Kim D H,Xiao J,Song J,et al.Stretchable,curvilinearelectronics based on inorganic materials[J].Advanced Materials,2010,22(19):2108-2124.；

非专利文献3Xu F,Zhu Y.Highly conductive and stretchable silvernanowire conductors[J].Advanced Materials,2012,24(37):5117-5122.；

非专利文献4Chen Z,Ren W,Gao L,et al.Three-dimensional flexible andconductive interconnected graphene networks grown by chemical vapourdeposition[J].Nature materials,2011,10(6):424-428.；

非专利文献5Zhu S,So JH,Mays R,Desai S,Barnes W,Pourdeyhimi B,DickeyMD,Ultrastretchable Fibers with Metallic Conductivity Using a Liquid MetalAlloy Core,Advanced Functional Materials 2013,23,2308–2314.；

非专利文献6Cheng Y,Wang RR,Sun J,Gao L,Highly Conductive andUltrastretchable Electric Circuits from Covered Yarns and Silver Nanowires,Acs Nano 2015,9(4),3887-3895.；