[发明专利]一种光热响应的柔性导电PDMS的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于智能响应的导电复合材料的制备领域，特别涉及一种光热响应的柔性导电PDMS的制备方法。

背景技术

智能响应导电复合材料由于其同时具有智能响应特性和良好的电导性，在电子器件、智能装置等领域具有非常广泛的应用。而柔性导电材料由于其具有良好的可折叠性能和抗弯折性能在新型可折叠电子器件中更具吸引力。实现智能响应的柔性导电材料的简单、快速制备在科学研究和工业生产中具有十分重要的意义。

光热响应特性是指在特定波长的光源照射下，可以实现光与热的可控转换，光热响应特性在智能开光，远程加热等领域表现出卓越的优势。相对于传统的加热方式，材料的光热响应特性可以实现微区可控加热，并且无需外加热源。因此，实现经济、简便的光热转换在微分析、智能器件等领域就具有十分重要的意义。Fang等人（Adv.Mater.,2012,24,94.）制备出一种可对特定波长激光响应的光热转换微流控芯片，这种芯片可以实现远程的光控加热。Yu等人（Adv.Funct.Mater.,2012,22,4011.）制备出一种红外光响应的石墨烯基光热响应聚合物，可实现快速的光热转换并在智能凝胶开关中表现出了优异的性能。

柔性导电材料由于其在弯折条件下依旧能够保持优异的电导性，因此在柔性电子器件、人造皮肤、电子传感器等领域具有十分重要的应用。而PDMS由于其具有良好的热塑性、可弯折性能以及优异的可加工性，因而在柔性导电材料领域备受关注。Cheng等人（Nat.Mater.,2011,10,424.）构筑除了三维连通的石墨烯泡沫-PDMS复合物，即使在弯折的情况下也表现出了良好的电导性。Jeon等人（Nat.Commun.,2012,3,196.）采用近场纳米印刷的方法将液态共熔镓-铟化合物引入到PDMS的微通道中，这种弹性导体即使在形变200%的情况下依旧表现出了超高的电导性（电导率约为24100S/cm^-1）。但是目前所制备的PDMS基导电聚合物虽然可以实现弯折条件下良好的导电性能，但是其本体相功能单一（仅具有电导性），还难以满足未来人造智能电子器件智能化发展的需求。因此为柔性导电的PDMS赋予智能响应特性将具有十分重要的意义。而光热响应特性由于其独特的优势，将其同柔性导电聚合物结合，将会为新型光控智能电子器件等的发展产生巨大的推动作用。目前还未见制备光热响应柔性导电PDMS的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光热响应的柔性导电PDMS的制备方法，该方法制备简单，能耗低，重复性好，可实现产物的快速、简便制备，易于工业化生产；所制备的具有光热响应特性的柔性导电PDMS具有智能响应特性和良好电导性，并且物理化学性质稳定，将在柔性电子智能器件等领域中具有重要应用。

本发明的一种光热响应的柔性导电PDMS的制备方法，包括：

（1）在室温下，将Au纳米棒均匀的分散在二甲基硅氧烷DMS液体中，并进行超声处理，得到具有良好光热响应特性的Au-DMS溶液；

（2）在室温下，将具有较大长径比的Ag纳米线超声分散在无水乙醇中，得到Ag-乙醇分散液；

（3）室温下，在超声条件下依次使用水、乙醇对具有微孔结构的商用聚氨酯（PU）进行表面处理，并在70-90℃进行干燥，得到处理过的PU；

（4）将处理过的PU在上述的Ag-乙醇分散液中进行浸渍提拉，然后干燥处理，重复浸渍提拉-干燥3-5次，得到具有优良导电特性的Ag-PU复合物；

（5）将步骤（1）得到的具有光热响应特性的Au-DMS溶液同上述具有良好电导性的Ag-PU复合物进行热化学聚合，得到光热响应的柔性导电PDMS。

所述步骤（1）中的Au-DMS溶液的Au纳米棒长度为100～300nm，浓度为2～5mg/ml。

所述步骤（2）中的Ag纳米线的长径比为5:1～30:1，其在无水乙醇中的浓度为10～25mg/ml。

所述步骤（3）中的超声处理时间为30～60min。

所述步骤（4）中的浸渍提拉时间为30～150s，速度为1～2cm/min。

所述步骤（5）中的热化学聚合的温度为45～65℃。

本发明通过调节Au纳米棒的浓度和种类、Ag纳米线的浓度、浸渍提拉的速度和时间以及热化学聚合温度，可得到不同种类的光热响应的柔性导电PDMS。