[发明专利]一种“寿司”结构的自修复导电材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及自修复型导电材料技术领域，具体涉及一种“寿司”结构的自修复导电材料及其制备方法。

背景技术

人工合成材料在超时使用与过度负载时会导致其表面或者内部出现微小的裂纹，这些裂纹会随着使用时间的延长而逐步变大，最终导致整个材料的损坏。如果在导电材料中出现这种现象，将会导致电子器件发生严重故障，甚至危及生命财产安全。受大自然的启发，越来越多的研究者将自修复功能引入到人造材料中去[Marek W.Urban.,et al.,Chem.Soc.Rev.2013,42,7446-7467.]，从而极大的提高了人造材料的使用寿命与安全性。如果将自修复功能引入到导电材料中，材料受损时可以自发修复导电网络，从而提高了材料使用寿命、安全性能并且降低了电子元件的成本，意义重大。

近些年，关于自修复导电材料的报道日益增多。Moore等人在环氧树脂或聚丙烯酸树脂基体中包埋了封装有液态金属[Benjamin J.Blaiszik.et al.,Adv.Mater.2012,24,398–401.]、成盐物质[Susan A.Odom.,et al.,Adv.Funct.Mater.2010,20,1721–1727.]或溶剂的微胶囊[Susan A.Odom.et al.,Adv.Mater.2012,24,2578–2581.]，获得了能够快速恢复导电能力的材料。当材料受到机械力破坏时，微胶囊中的物质会释放并且运输到破损处修复导电性。但是此类方法中微胶囊的数目是有限的，导致电性能的修复不具有持久性和可重现性。

Sun等人[Yang Li.,et al.,Adv.Mater.2012,24,4578–4582.]报道了在多层聚合电解质上铺有银纳米线的导电修复材料，其需要外加少量的水，以浸润聚合物基体，并使缺口愈合。公开号为CN102632026A的发明专利公开了一种自修复导电涂层的制备方法，材料在修复过程中也需要加入少量的水。Pei等人[Chaokun Gong.,et al.,Adv.Mater.2013,25,4186–4191.]报道了一种导电自修复材料，通过热致诱导狄尔斯-阿尔德反应使得基体聚合物自修复。Chen等人[Chengyi Hou.,et al.,J.Mater.Chem.,2012,22,14991–14996]报道了一种导电修复凝胶，此凝胶需要红外线照射才能修复。尽管上述自修复导电材料已经取得很大进步，但是修复过程往往需要添加溶剂、加热及红外辐射等外界刺激，严重的限制了这些材料的实际应用。

传统的导电修复材料在修复过程需要将被切断的导电介质严格对齐才能恢复其导电性。Dickey等人尝试在PDMS[Ju-Hee So.,et al.,Adv.Funct.Mater.2009,19,3632–3637.]或者阿科玛自愈橡胶[Etienne Palleau.,et al.,Adv.Mater.2013,25,1589–1592.]的微通道内封入镓铟合金微流体，制备出柔性导线及柔性天线等，但材料导电性的恢复强烈地依赖于液体金属导线的对接成功与否。