ACS Nano：缠绕锁定碳纳米管/聚合物纳米纤维螺旋纱线，用于超敏导体和应变传感器

先知报道

2020-03-13

可穿戴和可拉伸的电子产品，包括各种导体和传感器，具有重量轻、灵活性高、易于集成到功能设备或纺织品的特点。然而，大多数柔性电子材料在大应变下的可恢复性较差，仍不能令人满意。有鉴于此，北京航空航天大学Yong Zhao、Nü Wang和中国科学院大学工程科学学院Yewang Su等研究人员，制备了具有导电性、超缓凝性和高拉伸灵敏度的碳纳米管(CNTs)和聚氨酯(PU)纳米纤维复合螺旋纱线。

本文要点

1）弹性PU分子和弹簧状微观几何结构的协同作用使螺旋纱线具有良好的拉伸性能，而CNTs通过简单的加捻策略稳定地缠结在纱线中，具有良好的导电性。

2）由于微观层面上碳纳米管的交错导电网络和宏观层面上的螺旋结构，CNTs/PU螺旋纱线的可恢复性可达900%，最大拉伸伸长率可达1700%。具有这些特点，它可以作为一种超弹性和高度稳定的导电线。

3）此外，它还可以作为快速响应应变传感器，通过简单地调整碳纳米管的含量来监测人体运动。

这种通用的、低成本的策略对于超便携可穿戴电子设备和多功能设备具有广阔的前景。

参考文献：

Yuan Gao, et al. Winding-Locked Carbon Nanotubes/Polymer Nanofibers Helical Yarn for Ultrastretchable Conductor and Strain Sensor. ACS Nano, 2020.

DOI：10.1021/acsnano.9b09533

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b09533