发明内容
[0003] 本发明针对现有技术的不足,提出了一种基于Ag微米片和明胶复合薄膜作为瞬态导线的制备技术,这种复合薄膜制作工艺简单,可以在拉伸应力下保持良好的导电性能。
[0004] 一种可拉伸瞬态导线,包括:水溶性基底表面印刷有导电图形,可拉伸的水溶性基底;其中:导电图形的材料为银微米片和聚乙烯比咯烷酮的复合物,水溶性基底为明胶。
[0005] 本发明中聚乙烯比咯烷酮是一种极易溶于水的高分子聚合物,其聚合度一般用K表示,不同的K值代表相应的平均分子量范围,且与其在水溶液中的溶解速度相关。通常K值越大,其溶解速度越慢,作为优选,本发明中使用K值为30的聚乙烯比咯烷酮。
[0006] 本发明中导电图形采用银微米片和聚乙烯比咯烷酮的复合材料,水溶性的聚乙烯比咯烷酮添加量会提高导电图形的水溶性,而银微米片的添加能够获得优秀的导电性能,因此通过调整两者的配比也可以达到控制导电图形的电阻和溶解速度的目的。
[0007] 具体的银微米片和聚乙烯比咯烷酮的复合导电图形制备过程如下:将银微米片粉末和聚乙烯比咯烷酮的乙醇溶液通过搅拌、超声震动等方式混合均匀后,用移液枪取适量混合胶液涂布在洁净的聚四氟乙烯模具中,经过干燥形成导电图形,其中聚乙烯比咯烷酮的乙醇溶液中,聚乙烯比咯烷酮质量分数在5%‑25%,聚乙烯比咯烷酮的乙醇溶液与银微米片粉末的质量比为15:7~5:1;
[0008] 作为优选,所述的聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为20%。
[0009] 作为优选,质量分数为20%的聚乙烯吡咯烷酮的乙醇溶液与银微米片粉末按照质量比20:6共混。
[0010] 本发明中明胶是猪皮水解而得到的一类物理水凝胶,这种凝胶是可逆凝胶,在冷却条件下形成凝固的薄膜,在热水中溶解形成胶体。作为优选实施方式,本发明中明胶在烘箱中(60℃)溶解,在冰箱的冷藏环境(<10℃)中实现成膜。
[0011] 具体的明胶基底的制作过程如下:在烘箱中溶解明胶粉体获得溶胶,取适量溶胶覆盖在干燥的导电图形上形成厚度均匀的湿膜,通过冷藏过程明胶凝固。为了提高明胶的机械性能,将样品整个浸入到硫酸铵的溶液中,一天后从聚四氟乙烯模具中剥离获得可拉伸的瞬态导线。
[0012] 将本发明的瞬态导线进行拉伸,根据本发明实施例可以看出:这种银微米片和明胶的瞬态导线在拉伸到100%应变情况下仍然保持良好的导电性能;将本发明瞬态导线浸泡在热水中,导电图形由于聚乙烯吡咯烷酮的溶解而快速分解,明胶基底也在几分钟内完全溶解。
[0013] 本发明采用银微米片和水凝胶分别做导电图形和基底材料制备可拉伸的瞬态导线,为瞬态电子器件的制作解决技术难题;进一步地,本发明中使用银微米片和聚乙烯吡咯烷酮的复合材料制作导电图形,通过调整二者的比例对导电图形的电性能和溶解速度进行调控。同时,使用可逆的水凝胶明胶做可拉伸的基底材料,并且明胶的OH键和聚乙烯吡咯烷酮中的C=O键相作用获得一个结合力较好的界面。本发明制备的瞬态导线溶解速度可控、可承受外界应力、加工工艺简单,对于解决电子垃圾问题和在生物体中的应用有广阔的前景。