[发明专利]一种自修复柔性石墨烯基电子材料及制备方法

说明书

本发明属于电子材料的技术领域，提供了一种自修复柔性石墨烯基电子材料及制备方法。该方法将氧化石墨烯呋喃功能化，然后加入无水二甲基甲酰胺中，与聚二甲基硅氧烷单体、双马来酰亚胺形成混合液，浇灌在海绵中进行反应，并洗涤、干燥，制得自修复柔性石墨烯基电子材料。与传统方法相比，本发明的制备的石墨烯基电子材料，形成的呋喃化石墨烯显著增强了材料的热稳定性，并且与双马来酰亚胺反应可实现自修复，同时具有较好的压缩‑回弹柔性，可广泛用于柔性电子，尤其是电子皮肤传感器领域。

技术领域

本发明属于电子材料的技术领域，提供了一种自修复柔性石墨烯基电子材料及制备方法。

背景技术

柔性电子可概括为是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术，以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(Skin Patches)等。与传统IC技术一样，制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。柔性电子制造技术水平指标包括芯片特征尺寸和基板面积大小，其关键是如何在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件。

柔性和可变形电子材料在柔性导体、柔性传感器、电子皮肤、智能医疗系统、机器人等方面具有广阔的应用前景，目前己经成为发展最为迅猛的领域之一。柔性电子材料的制备方法有很多，其中最为简单有效的就是将导电填料和弹性聚合物进行复合制备柔性导电材料。这类材料在拉伸过程中由于导电通路的改变及复合材料几何形貌的变化而产生电阻响应。其中，聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、天然橡胶以及苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物等弹性体聚合物都被广泛应用在柔性电子领域。上述材料都具有优异的拉伸－回弹性能，有助于制备大应变、高量程，具有优异稳定性的柔性传感器材料。但是，上述的弹性体都不具备自修复的能力，在受损后不能进行修复而将导致其使用寿命的显著降低并有可能导致安全隐患。

石墨烯海绵是石墨烯的一种宏观体形式，具有完整的三维网络结构。同时石墨烯自身优异的导电性、导热性和高的机械强度在柔性导体、传感器、导热材料、吸附、催化剂负载等领域也有广泛应用，特别是在柔性材料领域，石墨烯海绵基材料相比传统应变传感器（金属薄片阵列或半导体压阻材料）具有更加优异的柔初性、可压缩性、可拉伸性和更高的灵敏度。将石墨烯用于柔性电子材料的研究成为近年来的研究热点。