一种碳纳米管可拉伸电极的制备方法 |
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| 申请号 | CN201710146108.5 | 申请日 | 2017-03-13 | 公开(公告)号 | CN106883610A | 公开(公告)日 | 2017-06-23 |
| 申请人 | 北京大学; | 发明人 | 张海霞; 苏宗明; 宋宇; 陈号天; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种 碳 纳米管 可拉伸 电极 的制备方法。该方法包括：将 碳纳米管 的溶液与微球的溶液通过物理方法进行混合，形成 混合液 ；获取玻璃衬底，将所述混合液淀积至玻璃衬底上静置晾干，形成混合物；在所述混合物上加入液态可拉伸材料，静置 固化 后将所述混合物从所述玻璃衬底上掲下得到碳纳米管可拉伸电极。本发明提供的方法中，制备的碳纳米管电极具有极高的可靠性，从导 电机 理上来看，碳纳米管构成的空间网状结构是非常有效的导 电网 络的构建方法，该网络能保证导电材料的某个部位的 缺陷 或断裂不会导致导电通路的破坏；从材料的 稳定性 来看，碳纳米管具有较高的物理、化学稳定性。同时，在其外表包裹的可拉伸材料使导电材料具有更好的保护。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种碳纳米管可拉伸电极的制备方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种碳纳米管可拉伸电极的制备方法技术领域背景技术[0002] 对于所有电子器件而言，电极被认为是最关键部分，在信号产生、传输和检测的过程中都发挥极大的作用。不管是对传统的电子器件还是对新研发的柔性可拉伸电子器件，电极的性能(导电性、可靠性等)都尤为重要。柔性可拉伸电子器件的研究，如电子皮肤，可拉伸发光二极管和可拉伸执行器，已经越来越受到人们的关注和重视。在可拉伸器件的研究中，导电纳米材料(导电纳米颗粒及纳米线等)被广泛用来制备可拉伸电极，因为它们在弯曲和拉伸的操作过程中可以保持很好地导电性能。 [0003] 导电纳米材料在可拉伸衬底表面涂布形成导电网络的方法被广泛用来制备可拉伸电极，但该方法制备的电极易受粘附而脱落，极大影响了其可靠性，另一种策略是直接混合导电纳米材料和可拉伸材料，固化后便可形成可拉伸电极，但该方法会严重影响可拉伸材料的机械性能，如杨氏模量、断裂极限等。 发明内容[0004] 本发明的实施例提供了一种碳纳米管可拉伸电极的制备方法，通过微球辅助制备具有立体结构的可靠碳纳米管可拉伸电极的加工方法，实现碳纳米管的空间网状结构保证稳定的导电性能。 [0005] 为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案： [0006] 一种碳纳米管可拉伸电极的制备方法，其特征在于，包括： [0007] 将碳纳米管的溶液与微球的溶液通过物理方法进行混合，形成混合液； [0008] 获取玻璃衬底，将所述混合液淀积至玻璃衬底上静置晾干，形成混合物； [0009] 在所述混合物上加入液态可拉伸材料，静置固化后，将所述混合物从所述玻璃衬底上掲下得到碳纳米管可拉伸电极。 [0012] 将碳纳米管的溶液与微球的溶液通过物理方法进行混合，形成混合液，所述的物理方法超声。 [0013] 所述液态可拉伸材料为聚二甲基硅氧烷。 [0015] 所述负压法为液态可拉伸材料覆盖混合物阵列表面上后，置入真空环境中排出其中空气。 [0016] 在所述混合物中，所述混合物的导电性能由所述碳纳米管的比例来定。 [0018] 由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提出的可拉伸碳纳米管电极具有稳定性高、可拉伸性强等优点。碳纳米管的空间网状结构保证稳定的导电性能，可拉伸材料的加入保证可拉伸性。 [0020] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0021] 图1为本发明实施例提供的一种碳纳米管可拉伸电极的制备方法的制备流程图。 具体实施方式[0022] 下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。 [0023] 本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。 [0024] 本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。 [0025] 为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。 [0026] 图1为本发明实施例提供的一种碳纳米管可拉伸电极的制备方法的制备流程图；如图1所示： [0027] 制备可拉伸电极的制备步骤如下所示： [0028] 步骤一：将碳纳米管的溶液与微球的溶液通过物理方法进行混合，形成混合液； [0029] 步骤二：将所述混合液淀积至玻璃衬底上晾干，形成混合物； [0030] 步骤三：在所述混合物上加入液态可拉伸材料； [0031] 步骤四：可拉伸材料固化后将所述混合物从所述玻璃衬底上掲下得到碳纳米管可拉伸电极。 [0032] 所述碳纳米管为通过物理或化学方法制备而成具有长径比的碳材料，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。 [0033] 所述微球通过化学方法合成，所述微球的材质为聚苯乙烯。 [0034] 将碳纳米管的溶液与微球的溶液通过物理方法进行混合，形成混合液，所述物理方法为超声。 [0035] 所述液态可拉伸材料为聚二甲基硅氧烷。 [0036] 所述覆盖液态可拉伸材料为通过负压法使所述液态可拉伸材料加入到所述混合物缝隙中； [0037] 所述负压法为液态可拉伸材料覆盖在混合物阵列表面上后，置入真空环境中排出其中空气。 [0038] 在所述混合物中，所述混合物的导电性能由所述碳纳米管的比例来定。 [0039] 所述碳纳米管可拉伸电极的厚度由加入所述液态可拉伸材料的量控制，所述碳纳米管可拉伸电极的力学性能由所述混合物固化的温度或时间来控制。 [0040] 综上所述，本发明优点在于： [0041] 1、本发明提出的可拉伸碳纳米管电极具有稳定性高、可拉伸性强等优点。碳纳米管的空间网状结构保证稳定的导电性能，可拉伸材料的加入保证可拉伸性。 [0042] 2、本发明提出的制备方法简便易行，成本低廉，灵活度高：制备流程简单，采用溶液蒸发法，降低工艺难度。所需材料价格低廉，无需复杂加工设备，适合大规模工业生产。制备过程中的限制因素低，各步骤的可调节性高。 [0043] 本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。 [0044] 通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。 [0045] 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。 [0046] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。 |
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