湿法纺制PEDOT:PSS基纤维及其在柔性电子器件中的应用进展

张强飞1,2, 陈勇吉1, 王水莲1, 赵科良1, 刘振国1,3 (1.西北工业大学宁波研究院,浙江省柔性电子重点实验室;2 西北工业大学 柔性电子研究院;3.河南大学 柔性电子学院,河南省柔性电子产业技术研究院)
摘要:近年来,导电聚合物材料在柔性可穿戴电子领域的应用越来越瞩目。与薄膜材料相比,纤维材料在柔性、可织造等方面有着先天的优势,湿法纺丝技术是连续制备导电纤维的主要手段,聚(3, 4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)基纤维具有柔性、高导电性、比表面积大、可纺性等优势。然而,PEDOT主链的刚性使纤维的拉伸性和导电性无法同时满足,使其在柔性可穿戴电子领域的应用受到限制。因此,经湿法纺丝制备高性能导电纤维的研究成为时下的热点和难点。通过对湿法纺丝过程中的关键步骤进行优化,可以有效提高纤维的综合性能,从而为导电纤维在未来柔性电子领域的应用提供新的可能性。本文总结了当前湿法纺丝PEDOT:PSS 基纤维的制备策略,包括纺丝液设计、凝固浴调控及后处理优化3个关键步骤,分析了PEDOT:PSS基纤维在柔性电子器件领域中的应用和存在的问题,展望了PEDOT:PSS 基纤维在新一代纤维基柔性电子器件中的性能表现和发展方向。
关键词:聚(3, 4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐) (PEDOT:PSS);湿法纺丝;导电纤维;柔性电子;复合材料;柔性传感器;超级电容器;可穿戴电子

目录介绍

1 PEDOT:PSS材料

1. 1 PEDOT:PSS

1. 2 PEDOT:PSS基纤维的制备方法

1.2.1 湿法纺丝技术

1.2.2 其他方法

2 提升湿法纺丝PEDOT:PSS基纤维性能的研究

2. 1 纺丝液的设计

2. 2 凝固浴的调控

2. 3 后处理的优化

2.3.1 溶液处理

2.3.2 拉伸(取向处理)

2.3.3 热处理

2.3.4 光照刺激

3 PEDOT:PSS基纤维在柔性电子器件中的应用

3. 1 可穿戴电子织物

3. 2 纤维基柔性传感器

3. 3 纤维基超级电容器

4 结论与展望


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