导电弹性体复合材料及其柔性力学传感器研究进展

为探究导电弹性体复合材料结构和组成对可穿戴力学传感器关键性能的影响规律,文中基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)、Ecoflex硅胶和聚氨酯(PU)为柔性基体的导电弹性体复合材料研究进展,综述导电弹性体复合材料的制备方法,对比不同导电弹性体复合材料的性能差异,介绍导电弹性体复合材料在电阻式、电容式和静电式柔性力学传感器中的应用。

聚氨酯柔性电子封装胶的研制

以聚醚多元醇、聚丙二醇(PPG)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过添加催化剂二月桂酸二丁基锡和扩链剂1,4-丁二醇制备了固化快、强度适中、延展性良好的聚氨酯电子封装胶。利用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪分析了聚氨酯电子封装胶的结构和热稳定性能,考察了TDI与PPG摩尔比、聚醚多元醇与聚氨酯预聚体质量比、催化剂、扩链剂及其用量对聚氨酯电子封装胶力学性能及固化速率的影响。结果表明:在PPG相对分子质量为1000、n(TDI)∶n(PPG)=2∶1、m(聚醚多元醇)∶m(聚氨酯预聚体)=0.6、扩链剂1,4-丁二醇用量为3%时,聚氨酯电子封装胶的拉伸强度达到5.8MPa,断裂伸长率大于900%;催化剂二月桂酸二丁基锡用量为0.3%,固化时间小于40min时,聚氨酯电子封装胶耐热性能良好。

纳米纤维素改性及其在柔性电子方面的应用

近年来,随着全球气候的改变和资源短缺,环境友好的可再生材料受到了广泛关注。纤维素广泛存在于自然界中,是一种绿色的可再生资源。通过化学、机械、酶解等方法处理纤维原料制得的纳米纤维素(Cellulose nanofibrils,CNF)具有比表面积大、长径比高、结晶度高、透明、成膜性好和可降解等优良的性质,在绿色柔性电子材料领域表现出极大的应用潜力。然而,纳米纤维素的发展及应用过程中仍存在以下问题;(1)从天然纤维素中分离纳米纤维素的制备周期长、能耗大、成本高,目前这些问题导致其大规模化生产还面临挑战;(2)纳米纤维素比表面积大,易于团聚,在非极性有机溶剂中的分散性差,在与聚合物复合应用中有一定困难;(3)纳米纤维素的表面活性基团主要是羟基,功能性单一,这限制了纳米纤维素的应用;(4)纳米纤维素在柔性电子材料应用中的某些性能如耐折性、水氧阻隔性、防水性、耐候性和耐热性等还需进一步提高。国内外对于纳米纤维素的制备、改性及在柔性电子材料方面的应用研究主要集中于:(1)通过探索新型高效环保溶剂体系制备纳米纤维素,缩短制备周期,制备过程绿色环保。(2)目前,纳米纤维素的改性及在柔性电子领域的应用主要在于如何提高其热学性能、分散性及与其他复合材料的兼容性等方面。通过小分子化学反应,引入的乙酰基等基团可有效增强其疏水性、在非极性溶剂中的分散性及热学性能;通过聚合接枝反应,可以改善其在有机溶剂中的分散性能,还能根据所接物质的不同,实现纳米纤维素的功能化改性;物理吸附改性使其疏水性增强,分散性提高。(3)纳米纤维素在有机发光器二极管、太阳能电池、超级电容器、无线射频识别、触摸屏、晶体管等柔性电子材料中具有巨大的应用前景,需对其研究现状进行系统阐述。本文综述了纳米纤维素的制备原理和方法,为扩大其应用范围,重点概括了CNF的酯化、酰胺化、离子络合、阳离子化、聚合物接枝和表面活性剂吸附等多种改性方法,并对CNF作为绿色电子新材料在有机发光器件、太阳能电池、超级电容器、无线射频识别、触摸屏、晶体管等柔性电子材料中的研究现状进行了总结,分析了该领域存在的问题,展望了其发展前景。

能源转换与储能装置的若干关键电极材料(1)

对能源转换与储能装置的若干关键电极材料作了简要介绍。这些新材料包括:第2代锂离子电池及其电极材料、超级电容器、第3代光伏电池与光电容器、柔性电子材料与可印刷电源。

天然动物皮的本体应用进展

随着社会的进步、经济繁荣和科学技术的不断发展,天然生物质材料及其衍生物的应用领域得以不断拓展。作为典型生物质材料,天然动物皮具有资源丰富、廉价易得、可再生等特点,同时兼具良好的生物相容性、可降解性、低抗原性、可加工性以及物理机械性能等应用特性。按照化学的观点,动物皮的利用方式可以分为本体利用和水解产物利用两类。本文首先简要介绍了动物皮的结构、组成及应用分类。接着,综述了动物皮在功能皮革材料、生物医用材料、柔性电子传感材料领域的本体应用研究进展。最后,结合目前研究现状,对天然动物皮的本体应用前景和发展趋势进行了展望。

天然动物皮的本体应用进展(续)

随着社会的进步、经济繁荣和科学技术的不断发展,天然生物质材料及其衍生物的应用领域得以不断拓展。作为典型生物质材料,天然动物皮具有资源丰富、廉价易得、可再生等特点,同时兼具良好的生物相容性、可降解性、低抗原性、可加工性以及物理机械性能等应用特性。按照化学的观点,动物皮的利用方式可以分为本体利用和水解产物利用两类。本文首先简要介绍了动物皮的结构、组成及应用分类。接着,综述了动物皮在功能皮革材料、生物医用材料、柔性电子传感材料领域的本体应用研究进展。最后,结合目前研究现状,对天然动物皮的本体应用前景和发展趋势进行了展望。

新材料在军事可穿戴设备中的应用

本文介绍了智能穿戴设备在军事领域的应用,指出了军事可穿戴设备的发展瓶颈;并结合军事可穿戴设备的特性,综述了新材料技术在军事可穿戴设备领域的应用和发展前景。

建筑用纺织材料的应用分析

近年来我国的建筑行业得到前所未有的蓬勃发展,在此背景下,应用在该领域的纺织材料也因受到普遍关注而有了质的提高。 这些产品的使用不仅能够提高建筑的抗震等重要的性能,还能在其他方面给消费者带来更有力的安全保障。因此,本文五种不同的建筑用 纺织材料的特点及其在建筑领域中的应用情况进行了分析,同时还有效结合当前行业内的发展问题,最终得出纺织材料的发展潜力以及开 发策略。

纺织材料在建筑领域中的应用

探讨了蓬帆布材料、膜结构材料、防水材料、纤维增强复合材料及柔性电子纺织材料等在建筑领域中的应用,指出了其发展潜力和开发策略。

胶原化学改性及应用进展

胶原是动物组织中含量最高和分布最广的一类蛋白质,按发现顺序分为Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、Ⅲ型胶原等,其中最常见的为Ⅰ型胶原。胶原具有良好的生物相容性、可降解性、低抗原性以及物理机械性能等,近年来被广泛应用于食品、生物材料、畜牧业、医美等多个领域。文章介绍了不同改性剂对胶原化学改性的特点,包括戊二醛、壳聚糖、京尼平、碳化二亚胺以及聚乙二醇等。同时,归纳了胶原在医疗美容、食品、柔性电子材料等领域的应用研究进展。最后,对胶原未来的推广应用进行了展望。

丝素蛋白柔性电子器件材料的研究进展

丝素蛋白材料凭借良好的生物相容性、可控生物降解性、再生形貌多样性等已被制成柔性电子器件在电子领域进行了应用研究。本文首先综述不同溶解方法对蚕丝再生材料制备的影响,同时对丝素蛋白材料的(微球、膜、纤维、凝胶、支架等)制备方法、材料性能进行分析,最后总结了近年来丝素蛋白基柔性电子材料的应用研究进展。尽管已有研究表明可获得各种性能良好的丝素蛋白基材料用于电子领域,但产业化之路仍较长。考虑到丝素蛋白微纳米结构、易再生加工等优势,期待具有高灵敏度、生物相容性、耐用性和便携性丝素蛋白基柔性电子产品出现。