一种双功能导电纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种双功能导电纤维及其制备方法和应用，所述双功能导电纤维具有鞘芯复合结构，由内到外依次包括弹性纤维、柔性衬底和敏感材料层，所述敏感材料层部分包埋于柔性衬底中，优选地所述敏感材料层在柔性衬底中的包埋深度为1～20μm；所述敏感材料层为金属纳米线薄膜，所述柔性衬底为聚氨酯层、硅橡胶层、聚酰亚胺层和苯乙烯系弹性体层中的至少一层。

A kind of double functional conductive fiber and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种双功能导电纤维及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种双功能导电纤维及其制备方法，属于柔性及可穿戴电子学领域和新材料

技术介绍
随着科学技术的进步，柔性、可穿戴电子器件快速发展，在运动感应、个人健康监测【参照非专利文献1～3】、智能机器人【参照非专利文献4，5】和人机交互【参照非专利文献6，7】方面都有着重要应用。导电纤维由于其尺寸小、舒适性好、易于与衣物编织的优点而受到学术界和工业界的广泛关注。导电纤维按其功能主要分为两类：能够感应和监测人体各种生理活动的纤维传感器【参照非专利文献8】和令各电子器件间保持电路导通的弹性导线【参照非专利文献9】。前者导电纤维电阻随应变而变化，后者导电纤维电阻在应变中保持稳定。然而，现有的导电纤维大多功能单一，难以同时满足纤维传感器和弹性导线的性能要求【参照非专利文献10，11】。因此，开发一种工艺简单、易于操作并且能够同时作为纤维传感器和弹性导线的导电纤维的制备方法是十分重要的，但就本专利技术的专利技术人所知，目前为止还没有开发出有效的方法。参考技术文献:非专利文献1TrungTQ,RamasundaramS,HwangB～U,etal.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双功能导电纤维，其特征在于，所述双功能导电纤维具有鞘芯复合结构，由内到外依次包括弹性纤维、柔性衬底和敏感材料层，所述敏感材料层部分包埋于柔性衬底中，优选地所述敏感材料层在柔性衬底中的包埋深度为1～20μm；所述敏感材料层为金属纳米线薄膜，所述柔性衬底为聚氨酯层、硅橡胶层、聚酰亚胺层和苯乙烯系弹性体层中的至少一层。

【技术特征摘要】
1.一种双功能导电纤维，其特征在于，所述双功能导电纤维具有鞘芯复合结构，由内到外依次包括弹性纤维、柔性衬底和敏感材料层，所述敏感材料层部分包埋于柔性衬底中，优选地所述敏感材料层在柔性衬底中的包埋深度为1～20μm；所述敏感材料层为金属纳米线薄膜，所述柔性衬底为聚氨酯层、硅橡胶层、聚酰亚胺层和苯乙烯系弹性体层中的至少一层。2.根据权利要求1所述的双功能导电纤维，其特征在于，所述双功能导电纤维的电阻应变灵敏系数在1～1000之间可调，应变感应范围在0～100%之间可调，线电阻率为0.1～100Ω/cm。3.一种双功能导电纤维，其特征在于，所述双功能导电纤维具有鞘芯复合结构，由内到外依次包括弹性纤维、柔性衬底和敏感材料层，所述敏感材料层部分包埋于柔性衬底中，优选地所述敏感材料层在柔性衬底中的包埋深度为1～20μm；所述敏感材料层为金属纳米线薄膜且呈褶皱结构，所述柔性衬底为聚氨酯层、硅橡胶层、聚酰亚胺层和苯乙烯系弹性体层中的至少一层。4.根据权利要求3所述的双功能导电纤维，其特征在于，所述双功能导电纤维在应变150%内相对电阻变化小于50%。5.根据权利要求1-4中任一项所述的双功能导电纤维，其特征在于，所述弹性纤维的材料为聚氨酯、硅橡胶、聚酰亚胺和苯乙烯系弹性体中的一种，优选地所述弹性纤维的直径为100～1000μm。6.根据权利要求1-5中任一项所述的双功能导电纤维，其特征在于，所述金属纳米线薄膜的材料为金纳米线、银纳米线、铜纳米线、镍纳米线、铜镍双金属纳米线和铜银双金属纳米线中的至少一种，优选地所述金属纳米线薄膜的厚度为2～30μm。7.根据权利要求1-6中任一项所述的双功能导电纤维，其特征在于，所述柔性衬底的厚度为10～50μm。8.根据权利要求1-7中任一项所述的双功能导电纤维，其特征在于，所述双功能导电纤维还包括位于最外层的保护层，所述保护层为聚氨酯层、硅橡胶层、聚酰亚胺和苯乙烯系弹性体中的至少一层。9.根据权利要求1-8中任一项所述的双功能导电纤维，其特征在于，所述双功...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙静，曹哲瑞，王冉冉，王焱，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31