[发明专利]一种柔性液态金属智能纤维的制备方法

说明书

本发明提供了一种柔性液态金属智能纤维的制备方法，具体包括如下步骤：截取一定长度的普通纤维，采用喷笔喷涂的方式将液态金属均匀的喷涂在纤维上，喷涂完成后立即垂直悬挂，最后采用封装材料对喷涂液态金属后的纤维进行封装。该方法使得普通纤维变成具有导电性和导热性的智能纤维的同时，也有效避免了纤维本身的特性被破坏，使得智能纤维还具有其本身柔性好、弹性和形变好以及伸长度高等优点；该方法喷涂的液态金属以及封装材料均匀性好，避免某处由于均匀性问题而出现发热、导电性高等问题；并且，本发明操作简单、快捷、方便，可批量进行智能纤维的生产，有利于智能化纤维的推广。

技术领域

本发明涉及纤维材料技术领域，具体涉及一种柔性液态金属智能纤维的制备方法。

背景技术

智能材料是一种能够模拟生命系统，感知环境变化，实时改变自身一个或多个性能参数，使所需的复合材料或材料能够适应变化的环境的复合材料或材料。传统服装工业中的纤维虽然具有各种优异的性能，但它们不具有导电性，无法实现智能化。随着高科技的发展，纤维被赋予了感知和信息处理的功能，使人们的日常服装具有智能、反应和反馈的能力。

智能纤维作为智能纺织品的一部分，是一种真正意义上的智能可穿戴产品，它不仅能感知外部环境或内部状态的变化和刺激，还能对其做出响应。高性能光纤、智能光纤和革命性光纤是未来可穿戴电子设备不可缺少的组成部分。目前，智能纤维织物的设计主要是基于功能纤维材料。功能纤维材料有两种：一种是对外界或内部的刺激强度，如应力、应变、光、电、磁、热、湿、化学、生物化学和辐射等，具有传感功能，称为“传感材料”，可用于制作各种传感器；另一种是当外部环境或内部状态发生变化时做出响应或驱动的材料，可用于制作离子交换、光纤、形状记忆合金、光致变色、热致变色、电磁变色、伸缩材料等各种驱动器的化学功能纤维，具有传感和驱动功能的材料称为“智能材料”，如光敏改性纤维材料、热敏改性纤维材料和电致变色纤维材料。

为了使纺织品具有导电性，大部分研究集中在天然纤维、合成纤维和金属纤维组成的导电纱线的开发上。常用的纤维缠绕材料主要有石墨烯、碳纳米管、银纳米线、形状记忆材料等导体和半导体。传统制作智能纤维一般都会采用电沉积法，即：将需要沉积的材料(大多数为金属材料)作为阳极，将纤维作为阴极，这样就可以将需要沉积的材料沉积到纤维表面。但电沉积法操作复杂，制备效率低、制备成本高，无法用于智能纤维的批量生产，在一定程度上限制了智能纤维的推广。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种柔性液态金属智能纤维的制备方法，利用液态金属良好的导电性和导热性，赋予普通纤维良好的导电性与导热性；同时，该方法简单、快捷、方便，可批量进行智能纤维的生产，有利于智能化纤维的推广。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种柔性液态金属智能纤维的制备方法，其特征在于：

包括如下步骤：选择具有一定粘附性的普通纤维，截取适当的长度；然后将截取到的纤维采用夹子固定在用于喷涂的架子上，再采用喷笔喷涂的方式将液态金属均匀的喷涂在纤维上；喷涂完成后，立即将喷涂后的纤维进行垂直悬挂；待液态金属不再滴落后，静置一段时间，最后采用封装材料对喷涂液态金属后的纤维进行封装；封装后的纤维继续悬挂、风干。

作进一步优化，所述普通纤维采用碳纤维或涤纶。

作进一步优化，为了确保液态金属的喷涂均匀性以及流动特性，所述液态金属镓、铟、锡、铅均匀混合而成，其质量比为67～71：22～24：1～3：4～8。

优选的，所述镓、铟、锡、铅的质量比为69:23:2:6。