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单壁碳纳米管薄膜通明弹性导体面世

发布时间:2021-11-22 12:30:34 来源:欧宝娱乐下载平台

  曩昔几十年,硅基电子学在小型化、高集成度和高速度方面取得了巨大的成功。可是,传统的电子学器材是根据平面结构的,具有不行弯折、不行拉伸的缺陷,这在很大程度上约束了电子器材的使用。近二十年发展起来的柔性电子学和最近刚刚鼓起的可拉伸电子学为人们带来了全新的概念,使得电子学器材能够使用在许多对“整合性”要求比较高的范畴,比方医学移植、智能服装、人工智能、仿生资料等。

  弹性导体能够被用作可拉伸电子学的衔接导线和电极资料,是完成可拉伸电子学器材的要害部件。现在,人们取得弹性导体的办法主要有两种:一方面,特别的结构和构型,比方波浪形和蛇形纳米线能够使传统的金属资料和半导体资料接受必定程度的拉伸应变;别的一方面,许多新资料,比方碳纳米管、石墨烯、高聚物等自身就具有可拉伸功能。碳纳米管具有共同的一维特性和优异的力电功能,是制备弹性导体的抱负资料。

  中科院物理研讨所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)先进资料与结构剖析实验室“纳米资料与介观物理”研讨组,多年来一向致力于碳纳米管薄膜的制备、物性与使用研讨,取得了系列效果(Adv. Mater. 2009, 21, 603; Nano Lett. 2009, 9, 2855; Nanoscale 2011, 3, 3731; Nano Lett. 2011, 11, 4636; Energ. Environ. Sci. 2011, 4, 1440)。最近,在以往作业的基础上,该研讨组解思深院士辅导的博士生蔡乐等人,充分利用直接成长的自支撑柔性碳纳米管薄膜的高电导率、高力学强度、高透光率特色以及共同的网状结构,选用一种无损的聚合物包埋的办法,制备出了一种具有高透光率、高电导率、高弹性伸长量的弹性导体,并从原理上完成了根据这种弹性导体的可拉伸电路。

  聚合物包埋的办法不需要引进离子液体等涣散剂,也无需对碳管进行超声涣散处理,具有简单易行、环保无损的长处,十分合适直接成长的单壁碳纳米管薄膜(Nano. Lett. 2007, 7, 2307)。研讨人员制备出的弹性导体集碳纳米管薄膜和弹性体聚合物的长处于一身,具有很好的透光性、导电性和可拉伸功能:可见光透光率高达60%,一起面电阻只要几十欧姆;在遭到高达50%的重复拉伸应变时,能够坚持杰出的、安稳的导电性。他们以为,如此好的可拉伸功能一方面来源于碳纳米管共同的一维特性,另一方面聚合物的引进能够有效地削弱应力会集、坚持碳纳米管薄膜在电学上的完整性。

  这种高导电性的通明弹性导体不只能够作为可拉伸电子学的衔接导线,并且能够作为可拉伸的光电子器材和储能器材的电极资料,在柔性电子学和可拉伸电子学范畴具有宽广的使用远景。

  相关研讨结果宣布在Advanced Functional Materials (DOI:10.1002/adfm.201201013)上。

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