上海硅酸鹽所研制出新型柔性防水導(dǎo)電耐火紙

　　因具有優(yōu)異的性能、適應(yīng)物理形變的能力以及便于使用等優(yōu)點(diǎn)，近年來柔性電子器件和可穿戴電子設(shè)備倍受青睞。然而，傳統(tǒng)的電子器件難以滿足柔性和在嚴(yán)酷環(huán)境下工作的要求，電子器件的性能易受到周圍環(huán)境的影響。例如，金屬是導(dǎo)電材料的首選，但金屬易被氧化和腐蝕，性能降低，導(dǎo)致功能故障；污染物、濕氣、雨水、結(jié)冰和降雪也影響電子器件的性能；在水災(zāi)、高溫或火災(zāi)中電子器件易毀壞。因此，能在嚴(yán)酷環(huán)境中穩(wěn)定工作的全天候型柔性電子設(shè)備引起人們的興趣。

　　近日，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，在羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線耐火紙的研究工作基礎(chǔ)上，采用羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線作為主要原料并負(fù)載導(dǎo)電碳黑，再用聚二甲基硅氧烷進(jìn)行涂層化處理，研制出新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基柔性防水導(dǎo)電耐火紙，集成防水、導(dǎo)電、電熱、耐火阻燃等多個(gè)功能，能在各種嚴(yán)酷環(huán)境如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高濕、高溫、水下、冰雪天氣中全天候穩(wěn)定工作。羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線和導(dǎo)電碳黑構(gòu)筑多級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)，聚二甲基硅氧烷涂層化提供疏水性，多級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)和疏水性的協(xié)同作用使柔性導(dǎo)電耐火紙具有超疏水表面，具有防水性能、自清潔功能和高熱穩(wěn)定性，并能耐受各種嚴(yán)酷環(huán)境。更重要的是，即使該新型柔性防水導(dǎo)電耐火紙浸泡在水中也能穩(wěn)定工作，連接的小燈可持續(xù)發(fā)光。此外，新型柔性導(dǎo)電耐火紙具有電熱效應(yīng)，通電后能在短時(shí)間內(nèi)快速升溫，有望應(yīng)用于高效快速除冰。新型柔性防水導(dǎo)電耐火紙具有優(yōu)異的耐高溫和耐火性能，即使在火中灼燒也可穩(wěn)定工作，連接的小燈可持續(xù)發(fā)光。由于具有多種優(yōu)異性能，新型柔性防水導(dǎo)電耐火紙?jiān)诟咝阅苋嵝噪娮悠骷涂纱┐麟娮釉O(shè)備中具有良好的應(yīng)用前景。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces上，并申請(qǐng)一項(xiàng)發(fā)明專利。

　　研究工作得到國家自然科學(xué)基金、上海市科委、中科院上海硅酸鹽研究所創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目等的資助。

　　新型羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線基柔性防水導(dǎo)電耐火紙的制備和性能測(cè)試：(a)制備過程；(b) 新型柔性防水導(dǎo)電耐火紙即使在水下也可穩(wěn)定工作，連接的小燈可持續(xù)發(fā)光；(c, d) 新型柔性防水導(dǎo)電耐火紙的除冰過程: (c) 未加直流電壓, (d) 施加直流電壓；(e) 新型柔性防水導(dǎo)電耐火紙即使在火中灼燒也可穩(wěn)定工作，連接的小燈可持續(xù)發(fā)光。