香港中文大学等Adv. Funct. Mater.：3D 互连导电石墨纳米片焊接碳纳米管网络，用于可拉伸导体

点击蓝字关注我们

一、文章概述

可拉伸和柔性导体在大变形期间能够保持稳定的导电性，对于下一代可穿戴电子应用至关重要，例如可穿戴显示器、可变形天线、软机器人、柔性电池、可拉伸电容器和电子皮肤。与传统的刚性导体相比，可拉伸导体可以很容易地压缩、拉伸、折叠和扭曲成复杂的形状，极大地扩展了它们在柔性电子领域的应用。随着对新型软设备的兴趣迅速激增，迫切需要可拉伸导体来替代传统的刚性导体。为了充分发挥可拉伸导体的潜力，生产高度可拉伸和导电的材料至关重要。

近日，为了在机电稳定性的同时实现高拉伸性和导电性，香港中文大学、天津大学和中国科学技术大学的科研人员合作通过使用GNP焊接CNT的连接点，然后用聚（二甲基硅氧烷）（PDMS）渗透来制造基于3D互连导电石墨纳米片焊接碳纳米管（GNP-w-CNT）网络的高度可拉伸导体。相关研究工作以题为“3D Interconnected Conductive Graphite Nanoplatelet Welded Carbon Nanotube Networks for Stretchable Conductors”发表在国际材料学顶尖期刊Advanced Functional Materials (IF=18.808)上。

据观察，GNPs 可以焊接相邻的CNTs，以促进连续导电通路的形成，避免重复拉伸下的界面滑移。增强的界面结合使导体具有高导电性（>132 S m^-1）和高拉伸性（>150%应变），同时确保长期稳定性（在60%拉伸应变下1000次拉伸-释放循环）。为了展示出色的柔韧性和电稳定性，研究人员进一步制造了在拉伸、弯曲、扭曲和压制条件下性能稳定的柔性可拉伸发光二极管电路。独特的焊接机制可以很容易地扩展到其他材料系统，以将可拉伸导体的应用扩展到无数新应用。

二、图文导读

a）基于GNP-w-CNT/PDMS的可拉伸导体的制备示意图和可拉伸导体的光学图像。b）焊接导电网络和未焊接导电网络在拉伸和释放时的结构变化示意图。

可拉伸导体在不同拉伸应变下的电阻变化：a）30%、b）60%和c）90%。d）GNP-w-CNT/PDMS复合材料在60%应变下循环1000次的电阻变化；e）GNP-w-CNT/PDMS复合材料在不同拉伸循环后固有电阻的变化。

a）LED在拉伸、弯曲、扭曲和挤压变形下发光的光学图像；b）GNP-w-CNT/PDMS导体在拉伸、扭曲、弯曲和压制过程中的电阻变化；c）可拉伸导体在人体可穿戴应用的图示；d）由连接到手指和LED的GNP-w-CNT/PDMS导体组成的LED电路的光学图像。

原文链接
https://doi.org/10.1002/adfm.202107082

相关进展

免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：[e-mail]

扫二维码｜关注我们

微信号 : Chem-MSE

诚邀投稿

欢迎专家学者提供化学化工、材料科学与工程产学研方面的稿件至[e-mail]，并请注明详细联系信息。化学与材料科学®会及时选用推送。