[发明专利]一种柔弹性导电薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种柔弹性导电薄膜及其制备方法，属于导电薄膜技术领域。该导电薄膜包括预拉伸的弹性基底、弹性连接体和纳米导线，弹性连接体位于预拉伸的弹性基底和纳米导线之间；预拉伸的弹性基底与弹性连接体接触形成粘接面；弹性连接体材料部分嵌入到纳米导线中形成混合过渡区用以增强粘接性能。本发明柔弹性导电薄膜采用弹性材料和纳米材料，并采用预拉伸工艺制成，具有很好的柔弹性，能够在拉伸、弯曲、扭转状态下保持稳定的导电特性；可以广泛应用于覆盖智能机器人、人体、衣物、医疗设备等领域复杂或动态表面的电子皮肤，以及对柔弹性有特殊要求的触摸屏、显示器、薄膜太阳能电池、有机发光二极管等。

技术领域

本发明涉及导电薄膜技术领域，特别是指一种柔弹性导电薄膜及其制备方法。

背景技术

电子皮肤是一种可以覆盖智能机器人、人体、衣物、医疗设备等复杂或动态表面上，实现智能制造和机器人等的传感及感知以及保障人机共融系统的安全等最为重要的可穿戴设备之一，具有轻薄化、柔性化、弹性化的特点，能够自由弯曲、拉伸、扭转且不失其正常功能。作为电极层的柔弹性导电薄膜，不仅是电子皮肤的重要组成部分，而且还是对柔弹性有特殊要求的触摸屏、显示器、薄膜太阳能电池、有机发光二极管等重要组成部分。

目前，在电子皮肤领域广泛采用的导电薄膜主要有：1.在弹性基底上利用印刷技术打印导电线路；2.在弹性基底上喷涂、溅射、沉积金属纳米导电微粒，金属纳米线，石墨烯，碳纳米管等。而目前采用弹性基底和导电金属材料的导电薄膜，在动态测量过程中其导电性能的变化会影响到电子皮肤的测量准确性，尤其是在发生拉伸，弯曲变形情况，导电薄膜的阻值会发生明显变化。因此，如何在保证导电薄膜具有柔、弹性的基础上，实现导电薄膜的导电性能稳定，是本领域技术人员亟待解决的问题。

而现有的导电薄膜存在制备工艺方法复杂、成本高等缺点，限制了电子皮肤的广泛应用。因此，如何实现采用简单经济的制备方法制备具有柔、弹性且导电性能稳定的导电薄膜，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种柔弹性导电薄膜及其制备方法。

该导电薄膜包括预拉伸的弹性基底、弹性连接体和纳米导线，其中，弹性连接体设置在预拉伸的弹性基底和纳米导线之间。

预拉伸的弹性基底和弹性连接体均采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制成。

聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料由固化剂和预聚体两种材料均匀混合而成，所述固化剂和预聚体的配比为1:5～1:15。

预拉伸的弹性基底的厚度为1～3mm，拉伸率在10％～30％。

弹性连接体的厚度为50～500μm。

纳米导线采用银纳米线(AgNWs)材料，宽度为2～5mm。

银纳米线(AgNWs)材料的纳米线长度为10～50μm，直径为10～100nm。

预拉伸的弹性基底和弹性连接体均是通过旋涂方式形成的。

纳米导线是通过点滴银纳米线(AgNWs)溶液形成的。

相应的，本发明提供如下制备方法，包括：

S1、在玻璃基底旋涂固化聚二甲基硅氧烷(PDMS)形成弹性基底；

S2、将固化后的弹性基底从玻璃基底上剥离并进行预拉伸形成预拉伸的弹性基底；

S3、在玻璃基底上点滴银纳米线(AgNWs)溶液形成纳米导线；

S4、在纳米导线上旋涂聚二甲基硅氧烷(PDMS)；

S5、将预拉伸的弹性基底放置在S4中未固化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)上，整体进行固化；