研究人員成功製備仿蜘蛛絲結構的高性能導電水凝膠纖維

彈性可拉伸導電纖維是製備可拉伸電子器件的關鍵材料。導電水凝膠具有一定的彈性和可拉伸性，但導電水凝膠中的高分子鏈通常處於無序排列的狀態，這種無序結構限制了導電水凝膠材料的力學性能和導電性能。通過調控導電水凝膠中高分子鏈的排列和取向，從而製備出具有有序結構的導電水凝膠纖維，是製備彈性可拉伸導電纖維的一種新策略，並具有重要的應用價值。

蜘蛛絲具有多層次的有序結構，從而表現出優異的力學性能。受蜘蛛絲的有序結構和紡絲方法的啟發，中國科學技術大學馬明明課題組通過凝膠紡絲的方法，實現了調控導電水凝膠中高分子鏈的排列和取向、製備出高性能導電水凝膠纖維的目標：在室溫下由聚丙烯酸鈉（PAAS）溶液直接紡絲得到水凝膠纖維，通過塗覆聚丙烯酸甲酯（PMA）防水層，形成具有核-殼結構的PMA-PAAS水凝膠纖維（MAPAH纖維）。在MAPAH纖維中，PAAS結晶區和非晶區共存並且可以快速可逆互變，使MAPAH纖維表現出優異的機械性能、導電性能以及抗凍性能。MAPAH纖維具有高拉伸強度（5.6 MPa）和大斷裂伸長率（1200％），並且可以在大幅度拉伸後快速回復。PAAS水凝膠作為導電芯（電導率為2 Sm-1），PMA層作為防水和絕緣塗層，使MAPAH纖維可以作為具有高可拉伸性的彈性導線。MAPAH纖維在-35℃也能保持其可拉伸性和導電性，表現出優異的抗凍性能。作為一種高性能和低成本的彈性可拉伸導電水凝膠纖維，MAPAH纖維將可用於開發基於紡織材料的可拉伸電子器件。

中國科大成功製備仿蜘蛛絲結構的高性能導電水凝膠纖維

來源：中國科學技術大學

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！