[发明专利]可控均匀银纳米线导电丝素纤维束的制备方法

说明书

本发明公开了一种可控均匀银纳米线导电丝素纤维束的制备方法，包括以下步骤：从蚕茧上缫出多根纤维，并充分脱胶；将纤维通过第一集绪器，合并成一根纤维束，通过卷绕装置卷绕；将纤维束通过丝素溶液浴，使纤维束表面包裹丝素溶液，使用集绪器控制丝素溶液包覆量；将纤维束通过加热环；将纤维束通过银纳米线溶液，使用集绪器控制银纳米线溶液包覆量；将纤维束经过加热环，获得银纳米线导电丝素纤维束；卷绕收集银纳米线导电丝素纤维束。本发明使用蚕丝作为基础材料，在其表面包覆一层银纳米线，制备一种兼具透光性、机械性、表面平整度、生物相容性、生物降解性、化学稳定性、柔韧性、导电性的导电蚕丝。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种可控均匀银纳米线导电丝素纤维束的制备方法。

背景技术

随着可穿戴设备逐渐成为一种流行的趋势，它已经改变了我们的生活方式。初级可穿戴设备是可直接穿戴在身上，或是集成到衣服、配件或者装饰品上的便携式、微型器件，由它们连接媒体、网络或者终端，将我们衣食住行的所有信息记录下来，并通过终端对我们进行反馈。这些设备将会给我们未来的生活带来巨大的改变。而未来高级的可穿戴设备是可以直接植入人体的微型器件，它直接采集我们人体的需求数据，再把反馈信息通过网络传输给我们，或者直接作用于人体，从而改变我们的生活。可穿戴设备被认为是全球工业革命4.0的重要突破口。但可穿戴设备目前仍然存在诸多缺陷，比如：电源问题、器件小型化问题、传感器精度问题、网络传输、交互方式、导电连接线问题等。因此，需要制备出具有轻质、柔性、导电、生物相容性等综合性能良好的导电传输线。蚕丝迄今已有5000年的历史，被誉为纤维皇后，其手感柔软滑爽，有光泽，在纺织行业已得到广泛的应用。蚕丝经过脱胶、溶解、提纯制得的再生丝素蛋白具有良好的生物降解性和生物相容性，并且无毒、无刺激，易于加工成各种形态，在生物医用领域已成为近年来的研究热点，可作为药物缓释载体、组织工程支架、手术缝合线等。银纳米线是一种直径为几至几十纳米,长度几微米到几十微米的一种银金属线。银纳米线除具有银优良的导电性之外，由于纳米级别的尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲挠性。因此被视为是最有可能替代传统ITO透明电极的材料，为实现柔性、可弯折LED显示、触摸屏等提供了可能，并已有大量的研究将其应用于薄膜太阳能电池。此外由于银纳米线的大长径比效应，使其在导电胶、导热胶等方面的应用中也具有突出的优势。现有导电蚕丝常用导电聚合物、氧化石墨烯等作为覆盖物，使用浸渍法、改性法或提拉法。最终试样耐久性与导电率都不太好，更是不能直接植入体内。

因此，针对上述情况，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明目的是提供一种操作简便的可控均匀银纳米线导电丝素纤维束的制备方法，解决上述问题。

本发明的技术方案是：

一种可控均匀银纳米线导电丝素纤维束的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)从蚕茧上缫出多根纤维，并充分脱胶，获得多根无胶纤维；

(2)将所述多根无胶纤维通过第一集绪器，合并成一根纤维束，通过卷绕装置卷绕，并控制所述纤维束的张力；

(3)将所述纤维束通过丝素溶液浴，使所述纤维束表面包裹丝素溶液，使用第二集绪器控制丝素溶液包覆量；

(4)将表面包裹有丝素溶液的纤维束通过第一加热环，使得所述表面包裹有丝素溶液的纤维束的表面包裹的丝素溶液中的水分蒸发，形成丝素纤维束；

(5)将所述丝素纤维束通过银纳米线溶液，使所述丝素纤维束上再均匀包裹有所述银纳米线溶液，使用第三集绪器控制银纳米线溶液包覆量；

(6)将表面包覆有银纳米线溶液的丝素纤维束经过第二加热环，使所述表面包覆有银纳米线溶液的丝素纤维束的表面包裹的银纳米线溶液中的水分蒸发完全，获得银纳米线导电丝素纤维束；

(7)卷绕收集银纳米线导电丝素纤维束。