新型羥基磷灰石超長納米線基柔性防水導電耐火紙的製備和性能測試: 製備過程; (b) 新型柔性防水導電耐火紙即使在水下也可穩定工作, 連接的小燈可持續發光; (c, d) 新型柔性防水導電耐火紙的除冰過程: (c) 未加直流電壓, (d) 施加直流電壓; (e) 新型柔性防水導電耐火紙即使在火中灼燒也可穩定工作, 連接的小燈可持續發光.
因具有優異的性能, 適應物理形變的能力以及便於使用等優點, 近年來柔性電子器件和可穿戴電子設備倍受青睞. 然而, 傳統的電子器件難以滿足柔性和在嚴酷環境下工作的要求, 電子器件的性能易受到周圍環境的影響. 例如, 金屬是導電材料的首選, 但金屬易被氧化和腐蝕, 性能降低, 導致功能故障; 汙染物, 濕氣, 雨水, 結冰和降雪也影響電子器件的性能; 在水災, 高溫或火災中電子器件易毀壞. 因此, 能在嚴酷環境中穩定工作的全天候型柔性電子設備引起人們的興趣.
近日, 中國科學院上海矽酸鹽研究所研究員朱英傑帶領的研究團隊, 在羥基磷灰石超長納米線耐火紙的研究工作基礎上, 採用羥基磷灰石超長納米線作為主要原料並負載導電碳黑, 再用聚二甲基矽氧烷進行塗層化處理, 研製出新型羥基磷灰石超長納米線基柔性防水導電耐火紙, 整合防水, 導電, 電熱, 耐火阻燃等多個功能, 能在各種嚴酷環境如強酸, 強堿, 高濕, 高溫, 水下, 冰雪天氣中全天候穩定工作. 羥基磷灰石超長納米線和導電碳黑構築多級粗糙結構, 聚二甲基矽氧烷塗層化提供疏水性, 多級粗糙結構和疏水性的協同作用使柔性導電耐火紙具有超疏水表面, 具有防水性能, 自清潔功能和高熱穩定性, 並能耐受各種嚴酷環境. 更重要的是, 即使該新型柔性防水導電耐火紙浸泡在水中也能穩定工作, 連接的小燈可持續發光. 此外, 新型柔性導電耐火紙具有電熱效應, 通電後能在短時間內快速升溫, 有望應用於高效快速除冰. 新型柔性防水導電耐火紙具有優異的耐高溫和耐火性能, 即使在火中灼燒也可穩定工作, 連接的小燈可持續發光. 由於具有多種優異性能, 新型柔性防水導電耐火紙在高性能柔性電子器件和可穿戴電子設備中具有良好的應用前景. 相關研究結果發表在ACS Applied Materials & Interfaces上, 並申請一項發明專利.
研究工作得到了國家自然科學基金, 上海市科委, 中科院上海矽酸鹽研究所創新重點項目等的資助.
