[发明专利]一种拉伸非敏感的规则网状导体及制备方法

说明书

本发明涉及纳米功能材料制备领域，提供了一种拉伸非敏感的规则网状导体及制备方法，该方法包括：S1、通过真空辅助限域法将低维导电材料抽滤到滤膜上，形成网状图案化导体；S2、将所述网状图案化导体转移到预拉伸基底上，释放所述预拉伸基底，即得拉伸非敏感的规则网状导体。本发明制备的拉伸非敏感的规则网状导体在拉伸下可以保持电阻不变，这将极大的提高拉伸电子学器件的性能；本发明方法简单易行，易于推广；本发明使用的材料体系简单可控、制作成本低廉，拥有重大的商业价值和实用意义。

技术领域

本发明涉及纳米功能材料制备领域，特别涉及一种拉伸非敏感的规则网状导体及制备方法。

背景技术

在下一代可穿戴电子器件以及软体机器人中，可拉伸电子学有着不可忽视的潜力(Wang,S.,Xu,J.,Wang,W.,Wang,G.N.,Rastak,R.,Molina-Lopez,F.,Chung,J.W.,Niu,S.,Feig,V.R.,Lopez,J.et al.(2018).Skin electronics from scalable fabrication ofan intrinsically stretchable transistor array.Nature 555,83-88)。在过去的十几年中，由于可拉伸导体的突破，可拉伸传感器、能量收集器件、储能器件和显示器得到了极大的发展(Niu,S.,Matsuhisa,N.,Beker,L.,Li,J.,Wang,S.,Wang,J.,Jiang,Y.,Yan,X.,Yun,Y.,Burnett,W.,Poon,A.S.Y.,Tok,J.B.H.,Chen,X.,Bao,Z.(2019).A wireless bodyarea sensor network based on stretchable passive tags.Nat.Electron.2,361-368)。当前可拉伸导体主要包括结构基可拉伸导体、复合基导体和本征可拉伸导体(Matsuhisa,N.,Chen,X.,Bao,Z.,Someya,T.(2019).Materials and structural designsof stretchable conductors.Chem.Soc.Rev.48,2946-2966)。这些结构上的设计以及材料创新大部分都是致力导体和拉伸应变的兼容。然而制备在拉伸下保持稳定且高的电学导电性导体一直是一个巨大的挑战。

目前制备在拉伸下保持稳定且高的电学导电性导体是通过用网状结构或预拉伸基底实现的纵波结构。但是网络结构或纵波结构的实现要么需要复杂的制备方法，要么不适合需要低剖面高度的平面型器件。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术的不足，提供了一种拉伸非敏感的规则网状导体及制备方法，该制备方法提出真空辅助限域法，制备了拉伸非敏感的规则网状导体，该导体具有低的剖面高度，且在拉伸应变下可以保持稳定且高的电学导电性。

本申请采用如下技术方案：

一种拉伸非敏感的规则网状导体的制备方法，包括如下步骤：

S1、通过真空辅助限域法将低维导电材料抽滤到滤膜上，形成网状图案化导体；

S2、将所述网状图案化导体转移到预拉伸基底上，释放所述预拉伸基底，即得拉伸非敏感的规则网状导体。

进一步的，步骤S1中，所述低维导电材料为金属或合金的纳米线、纳米棒、纳米管、纳米片和纳米颗粒，或碳的纳米管、纳米线、纳米棒、纳米片、纳米颗粒，或石墨烯，或MXene二维材料中的一种或几种。

进一步的，步骤S1中，所述滤膜为具有网状图案化的滤膜。

进一步的，步骤S1中，所述真空辅助限域法，为真空抽滤和图案化模板限域法的结合，即在真空抽滤过程中，气流将低维导电材料限域在网状图案化滤膜的固定位置，即得到网状图案化的导体。

进一步的，所述方法具体包括：