[发明专利]一种基于液态金属的导电微米纤维及其制备和应用

说明书

一种基于液态金属的导电微米纤维，包括内核纤维、中间粘胶和外金属的三层结构。其中，内核纤维作为核心载体提供了基本纤维结构，不同的内核纤维自身所带有的性质使得制备得到的导电微米纤维兼具有纤维自身不同的性能；中间粘胶起重要的粘连作用，使内核纤维与外金属紧密结合；外金属则赋予了微米纤维全新的电学特性，创造制备出的微米纤维具有优越的导电性能；基于液态金属的导电微米纤维制备简单，功能多样，在柔性电子，智能织物等领域具有巨大的应用价值。

技术领域

本发明属于电子电学技术领域，特别涉及一种基于液态金属的导电微米纤维及其制备和应用。

背景技术

自人类发现并学会了利用电以来，有关电的每一项重大发现都引起广泛的实用研究，电的使用极大的推动了人类社会的进步，也彻底改变了人类的生活。各种功能的电子元器件更是构建复杂功能电子系统的基础。其中，导电纤维作为一种电子功能器件具有优异的导电、导热、屏蔽吸收电磁波等功能，被广泛的应用于电子及电力行业的导电网；精密电子行业的电磁屏蔽罩；智能电子纺织品等。现有的导线纤维，一般指通过采用混溶、蒸镀、电镀和复合纺丝等方法在聚合物中混入导电介质所纺制成的化学纤维或金属纤维、碳纤维等；制备复杂，且成本高昂。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于液态金属的导电微米纤维及其制备和应用，具有制备简单，成本低，性能优越等诸多优势，可发展设计成以此为基础的各种功能器件，在电子电学领域具有巨大的应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于液态金属的导电微米纤维，其特征在于，包括：

内核纤维1，位于最里层，作为核心载体提供基本纤维结构；

中间粘胶2，位于中间层，起粘连作用，使内核纤维与外金属紧密结合；

外金属3，位于最外层，为常温下呈液态的金属或合金。

所述内核纤维1可为各种植物纤维、动物纤维、化学纤维或弹性橡胶纤维等，所述中间粘胶2可为胶水基胶粘剂、溶剂型胶、高分子胶或复合型结构胶等多种类型。

植物纤维，如：棉，木棉，竹纤维等；动物竹纤维，如：兔毛，绵羊毛，蚕丝等；化学纤维，如：涤纶，尼龙，腈纶等。

所述外金属3为金属单质镓以及镓的二元、三元、四元合金中的一种或多种。合金中，除镓外，其它金属为铟、锡、锌和铋中的一种或多种。如：二元合金：镓铟，镓锡等；三元合金：镓铟锌，镓铟铋等；四元合金：镓铟锡锌。

本发明还提供了所述基于液态金属的导电微米纤维的制备方法，包括如下步骤：

1)内核纤维的制备；

处理原料纤维，得到微米纤维；

2)内核纤维上胶；

3)中间粘胶干燥；

4)外金属包覆；

将上完胶并干燥好的微米纤维取出拉直并固定好，将液态金属包覆于上完胶并干燥好的微米纤维上；

5)再干燥。

所述步骤1)中：

对自身就是微米级的纤维，可直接备用，如：动物纤维(毛发类，蚕丝等)；

对多股合并的纤维，先机械分丝成微米纤维，然后备用，如：腈纶纤维，涤纶纤维；

或用纺丝技术自行制备各种微米级的纤维，如：静电纺丝技术；

将备用的微米纤维拉直并两端固定。

所述步骤2)中：