一种在三维碳纳米管(3D-CNT)支架上镀金属纳米粒子来制备柔性轻质弹性导体的新方法。

成果简介

开发用于各种可穿戴应用的柔性和导电材料很重要,而金属泡沫由于其壁厚,刚性和缺乏弹性而很少使用。本文基于碳纳米管(CNT)的弹性三维支架(泡沫),开发具有超高孔隙率,弹性和坚固性的轻质金属泡沫的方法。通过将Pt颗粒沉积到CNT泡沫的内表面上,然后涂覆聚二甲基硅氧烷进行稳定来实现的。从几个Sm–1的原始CNT泡沫提高电导率到超过100Sm–1的电导率,压缩至70%时,低电阻得以完美维持。改进的弹性稳定性确保了超过1000次循环压缩测试的出色抗疲劳性能。与传统的金属泡沫相比,CNT / Pt复合泡沫在0.04gcm-3的低质量密度下具有更高的表面积(42.5m2g–1)。

图文导读

北京科技大学等《ACS Appl. Electron. Mater.》:使用碳纳米管支架开发弹性,坚固和高度多孔的金属泡沫
图1. CNT / C / Pt / PDMS泡沫导体的制造和形态。
北京科技大学等《ACS Appl. Electron. Mater.》:使用碳纳米管支架开发弹性,坚固和高度多孔的金属泡沫
图2.在不同的H 2 PtCl 6 ·H 2 O浓度下化学镀沉积后的Pt覆盖层形态。
北京科技大学等《ACS Appl. Electron. Mater.》:使用碳纳米管支架开发弹性,坚固和高度多孔的金属泡沫
图3. CNT / C和CNT / C / Pt泡沫的特定区域
北京科技大学等《ACS Appl. Electron. Mater.》:使用碳纳米管支架开发弹性,坚固和高度多孔的金属泡沫
图4. CNT / C / Pt泡沫压缩时的电导率及其变化。
北京科技大学等《ACS Appl. Electron. Mater.》:使用碳纳米管支架开发弹性,坚固和高度多孔的金属泡沫
图5. PDMS沉积前后的CNT / C / Pt泡沫的循环性能。
北京科技大学等《ACS Appl. Electron. Mater.》:使用碳纳米管支架开发弹性,坚固和高度多孔的金属泡沫
图6. CNT / C / Pt / PDMS泡沫的物理性质和应用

小结

提出了一种在三维碳纳米管(3D-CNT)支架上镀金属纳米粒子来制备柔性轻质弹性导体的新方法。在现有的CNT/C/Pt/PDMS泡沫中,无定形碳提供了基本的弹性,连接的Pt纳米颗粒建立了有效的电子传导路径,最终的PDMS封装可以进一步保护材料的电学和机械性能。随着未来工程结构的发展,有必要在更大尺寸的CNT泡沫中实现其他类型金属的高效沉积。

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