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近年来,柔性可穿戴电子设备成为了研究的热点,由于其具有质轻、柔性、可拉伸性和便携等优点,被广泛应用于许多领域,如医疗健康监测、信息和电子皮肤等。柔性导电材料及器件是制造柔性可穿戴电子设备的重要前提。本论文探索了柔性导电材料的制备及其在柔性电子器件中的应用,主要研究内容如下:首先,以芳纶(Kevlar)纤维为基材,经过等离子处理和表面硅烷化后,利用自由基聚合在纤维表面合成聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)(PMETAC)刷,紧接着使用聚合物辅助无电沉积在该纤维表面沉积上金属,制得Cu-、Ag-、Au-和Ni-Kevlar四种导电纤维,最后用聚二甲基硅氧烷(PDMS)包覆该纤维。这些导电纤维具有非常好的机械稳定性和优良的导电性能,在经过1万次循环弯曲后,依然保持较好的导电性能。此外,这些导电纤维的耐久性很好,即使没有包覆PDMS,在自然环境下保存600多天后仍然具有一定的导电性。我们利用Cu-、Ag-Kevlar导电纤维制作成LED灯电路,结果显示LED灯均能被点亮。其次,以方糖为模板制备硅橡胶(Ecoflex~?00-30)海绵,然后往该海绵中填充液态金属(GaIn Sn),制得三维液态金属导电海绵。该GaInSn-Ecoflex海绵经过几千甚至上万次循环拉伸试验后,仍然保持较好的导电性能。将该导电海绵与LED灯组成一个电路,在拉伸形变为0、100%、200%、300%和400%条件下,施加1.8 V的电压,LED灯均可被点亮。而且,即使在扭曲和弯曲甚至更加剧烈的形变条件下,LED灯均也可被点亮。我们还将GaInSn-Ecoflex海绵和带有LED灯的小手模型连接,在弯曲形变的条件下,模型中的LED等也能被点亮,表明该海绵有望应用于机器人的研究中,如可作为机器人上各部位的软连接。最后,以具有三维多孔PDMS-Ecoflex复合海绵为介电层,以两片铜箔为电极,开发了一种PDMS-Ecoflex复合海绵基三维电容式压力传感器。PDMS-Ecoflex复合海绵由两种有机硅弹性体PDMS和Ecoflex以不同的质量比混合制备而成,具有很好的疏水性(水接触角大于110°),保证了由其制成的电容式压力传感器在高湿度条件下保持高性能、可适用性和稳定性。通过调节PDMS和Ecoflex的质量比,可以改变复合海绵的拉伸和压缩模量,从而调控电容式压力传感器的灵敏度和相对电容变化范围。实验结果表明,Ecoflex含量为70%的电容式压力传感器性能较好,最低可检测压力达到了0.06 Pa,而且经过10000次“压缩-复原”的疲劳测试后,仍然发挥出稳定的性能。该复合海绵电容式压力传感器被成功应用于监测人体的各种动作,如颈部的脉搏、眨眼、手指的运动以及步行等,表明其在医疗监测领域有巨大的应用价值。