预拉伸聚电解质刷纳米平台原位无电沉积金属薄膜法制备高导电率弹性导体

项目拟采用表面引发原子转移自由基聚(SI-ATRP)技术首先在弹性基底表面制备聚电解质刷纳米平台，然后利用聚合物刷上所负载的Pd催化金属无电沉积技术在预拉伸的聚电解质刷纳米平台上原位生成金属薄膜，通过聚电解质刷对金属薄膜和基底牢固的连接作用在预应力释放后得到表面褶皱化的具有可拉伸性能的弹性导体复合材料。通过对聚电解质刷在机械拉伸时的形变和预拉伸聚电解质刷纳米平台表面金属无电沉积动力学的研究了解SI-ATRP和无电沉积复合技术对所得金属薄膜性能的影响，通过对预拉伸应力释放时金属薄膜表面褶皱形成过程、所得金属薄膜褶皱表面形貌、导电性能和力学性能以及机械拉伸时金属薄膜褶皱表面变化规律的系统研究，探索影响预拉伸法所得褶皱化表面弹性导体性能和稳定性的因素，得到SI-ATRP和无电沉积复合技术制备高导电率可拉伸导体材料的制备方法，为深化可拉伸电子产品的研究和应用提供理论基础和技术支持。

以PDMS弹性体为基底，项目采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)技术首先在其表面制备聚电解质刷纳米平台，然后利用聚合物刷上所负载的 Pd 催化金属无电沉积技术在预拉伸的聚电解质刷纳米平台上原位生成金属薄膜，通过聚电解质刷对金属薄膜和基底牢固的连接作用在预应力释放后得到表面褶皱化的具有可拉伸性能的弹性导体复合材料。项目发展了SI-ATRP 和预拉伸无电沉积复合技术制备弹性和柔性导体的新方法，采用FTIR、XPS等光谱分析手段对聚合物刷修饰、离子交换和无电沉积等整个制备过程进行了监测，并通过SEM、AFM、光学显微镜等对聚电解质刷在机械拉伸时的形变和预拉伸聚电解质刷纳米平台表面金属无电沉积动力学进行了研究，通过对预拉伸应力释放时金属薄膜表面褶皱形成过程、所得金属薄膜褶皱表面形貌、导电性能和力学性能以及机械拉伸时金属薄膜褶皱表面变化的系统研究，掌握了影响预拉伸法所得褶皱化表面弹性导体性能和稳定性的因素。采用此方法获得了（1）导电率达到~3.0x105 S/cm的金属薄膜；（2）拉伸率在70~100%范围内导电率稳定的可拉伸Cu基金属导体；（3）最高拉伸率可达300%的导体；（4）在PDMS、橡皮筋、弹性纤维和各种织物基底上的弹性/柔性导体制备技术和相应的导体材料。项目以预拉伸法制备柔/弹性导体技术为基础，与喷墨打印和激光打印等快捷成熟技术相结合，成功发展了基于喷墨打印和激光打印于的打印柔/弹性导体新技术，可根据需要在打印纸、PET、PI等柔性基底设计制备复杂电路，为预拉伸法制备柔/弹性导体在可穿戴电子、柔性电子等现代化电子产品领域的应用提供理论基础和技术支持。