当前位置: 石墨 >> 石墨资源 >> 青岛大学毛毛虫启发设计蠕变型石墨烯涂层,
本文要点:
受到毛毛虫蠕动的启发,通过将蠕虫状石墨烯微层涂覆到聚氨酯长丝上来制造蠕虫状长丝。
成果简介
可拉伸电导体在各种可穿戴电子器件中展示出潜力,受拉伸强度等影响可拉伸导电纤维的导电性会改变。稳定的电导对于可穿戴和可拉伸设备至关重要。本文,受到节肢动物蠕动行为的启发,通过将毛毛虫状石墨烯微层涂覆到聚氨酯长丝上来制造毛毛虫状长丝。与其他可伸缩电子产品相比,这种仿生微结构表现出独特的应变不敏感行为ΔR/R0小于0.1至%拉伸,以及次拉伸/释放循环后的长期耐久性,良好的初始电导率Sm-1和高质量因素(Q.=11.26)。并且设计了一种石墨烯涂层,类似于聚氨酯(PU)长丝表面上的毛虫结构。拉伸时类似于蠕变行为,保持稳定的导电性。所获得的毛毛虫状石墨烯微层PU长丝具有超高的拉伸性和优异的应变不敏感性,更适合于具有更好的柔软性和舒适性的穿着。蠕虫状石墨烯微层聚氨酯长丝为制造无缝连接智能衣服和可拉伸电子产品开辟了道路
图文导读
图1.毛毛虫状石墨烯微层的仿生超弹性导电聚氨酯长丝。
(a)制备毛毛虫状长丝的示意图。
(b)原型模型和GP
丝的重量为g的照片。(c)LED图案灯响应不同的GP
Filament电路的伸长率。(d)GP拉伸的GP微层的光学图像。
图2.改性PU长丝的形态。(a)-(f)从纵向视图(a)和横截面(b),GP0纤维(c)和(d)以及GP
丝(e)和(f)的原始PU复丝的SEM图像)。(g)石墨烯,PU和GP丝的FTIR光谱。(h)实验室规模的压力均化方法的取向和剥离过程,在均质化过程中在流动路径中制备少层石墨烯。(i)所获得的少层石墨烯的TEM图像。图3.长丝的机械和电气特性。
图4.GPx
丝上GP微层单元的几何模型以及拉伸过程中不同阶段的相应理论公式。图5.此类弹性电子设备的应变不敏感性能。
图6.应变不敏感弹性电子设备的潜在应用
此外,应变不敏感的GP
filament在织物基底穿着或使用。因此,具有蠕虫状石墨烯微层的超弹性导电聚氨酯长丝可以作为用于信号传输的可穿戴电路的候选者。小结
通过原位预拉伸湿化学沉积设计并制造了一种特殊的毛毛虫状长丝。在长期使用的织物中,超过次加载/释放循环的优异耐久性可用作对应变不敏感的弹性电子。一系列简单的电器,如秤,LED系统和机织织物,在强大的腕关节运动下传导信号,作为对应变不敏感的弹性电子设备的可行性。所提出的导电细丝结合了低成本制造和出色的性能,为应变不敏感的弹性电子设备提供了方法。
文献
StretchableConductiveFibersofUltrahighTensileStrainandStableConductanceEnabledbyaWorm-ShapedGrapheneMicrolayer