纳米导电聚合物

聚合物纳米线的研究进展唐知灯（湖南工程学院化学化工学院—湖南湘潭411100）摘要：全面综述了聚合物纳米线的制备方法及研究现状，根据聚合物纳米线的制备机理和实施方法的不同，可以分为静电纺丝法, 模板法，自主装法三种。

本文评述了其研究现状及可能的应用前景。

关键词：纳米线；聚合物纳米线；研究进展。

Advanced in polymer NanowireTangzhideng（Department of Chemistry and Technology, Hunan Institute of Engineering, HunanXiangtan 411100)Abstract：An overview of the latest research metal.It can be distributed electrospinning ,porous template and self-assembly by its diffirent synthesis.The possible applications of such kind of materials in the future were foreeasted．Key words：nanowire polymer Nanowire advanced引言：聚合物纳米线作为一种特殊结构的纳米材料有其特别的性能和用途。

纳米线作为一维纳米材料，是指直径处于10nm～100nm的纳米尺度而长度可迭微米量级的线性纳米材料。

本文将着重评述聚合物纳米线的制备方法及机理、性能以及潜在的应用等。

1 聚合物纳米管的制备方法及原理聚合物纳米线自发现几年来,研究一直在不断深入、完善和创新中。

其主要着眼点在于通过新的制备方法,新的聚合物品种等来开发新的聚合物纳米管,以期寻找新的性能及用途。

综合起来,目前已有的制备方法可分为多孔模板法、线模板法、自组装法等几大类。

现根据目前研究情况,从制备方法及原理的角度归纳如下表,并分述如下:1．1．1静电坊丝法：静电纺丝法是将聚合物溶液或熔体置于几千至上万伏高压电场，带电的聚合物液滴在电场力作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速，克服表面张力形成喷射细流，细流在喷射过程中溶剂蒸发固化，最终落在接收装置上，形成类似非织布状的纤维毡(Fig．I)t”。

纳米材料分类纳米材料是一种具有特殊尺度特征的材料，其尺寸通常在1到100纳米之间。

纳米材料的独特性质使其在许多领域有广泛的应用前景。

纳米材料按其组成和结构可以分为以下几类。

1. 金属纳米材料金属纳米材料是由金属原子组成的纳米颗粒，具有较高的导电性和导热性。

金属纳米材料常见的有纳米粉末、纳米线、纳米片等形式。

金属纳米材料可以用于制备高性能的传感器、催化剂、电子器件等。

2. 半导体纳米材料半导体纳米材料是由半导体材料组成的纳米颗粒，通常具有半导体材料的特殊电学、光学和磁学性质。

常见的半导体纳米材料有纳米晶、纳米线、纳米管等形式。

半导体纳米材料在光电器件、太阳能电池、光催化等领域有广泛的应用。

3. 氧化物纳米材料氧化物纳米材料是由氧化物化合物组成的纳米颗粒，具有良好的稳定性和化学反应活性。

常见的氧化物纳米材料有二氧化钛、氧化铁、氧化锌等。

氧化物纳米材料在环境净化、催化剂、电池材料等方面有广泛的应用。

4. 聚合物纳米材料聚合物纳米材料是由聚合物分子组成的纳米颗粒，具有良好的力学性能和可塑性。

常见的聚合物纳米材料有聚苯乙烯纳米颗粒、聚合物纳米复合材料等。

聚合物纳米材料在纳米药物传输、纳米涂料、纳米电子器件等方面有广泛的应用。

5. 碳基纳米材料碳基纳米材料是由碳元素组成的纳米结构材料，常见的有纳米管、石墨烯等形式。

碳基纳米材料具有优异的电学、热学和力学性能，广泛应用于电子器件、储能器件、传感器等领域。

以上是几种常见的纳米材料分类，纳米材料的研究和应用方面仍在不断发展中。

纳米科学和纳米技术的进一步发展将为各个领域的科学技术创新提供新的机遇和挑战。

芳纶纳米纤维基导电复合材料的发展与应用芳纶是以芳香族大分子原料经缩聚纺丝制得的线性高分子纤维，具有机械性能强、质量轻、耐酸碱等优异性能，分为间位芳纶和对位芳纶［口。

间位芳纶(PMIA)全称为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维，常称为芳纶1313纤维，由于间位芳纶聚合导致得到的聚合物呈锯齿状，强度模量都略低于对位芳纶，所以本文所介绍的芳纶以对位芳纶为主。

对位芳纶(PPTA)全称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，常称为芳纶1414纤维，其分子结构如图1所示。

PPTA分子以一种网状相互交联的形式结晶成高聚物，分子链中被苯环分离的酰胺基团与苯环形成了π-π共朝结构，内旋位能高，使分子链呈现为刚性的平面棒状［1］。

以PPTA为原料利用造纸技术制备出的功能性薄膜材料，由于具有很好的抗冲击性、阻燃性和热稳定性，因此被广泛用于航空航天材料及军事领域。

但由于纤维表面光滑，缺少化学活性基团，限制了其在纳米复合材料中的应用［2］。

芳纶纳米纤维(ANFs)是将芳纶纤维通过处理制成的直径为十几到几百纳米、长度为几至几十微米的纳米化纤维［3］。

ANFs作为一种高分子纤维，分子间可以通过氢键作用结合制成芳纶纳米纸或芳纶纳米膜，由于具有较强的力学性能和良好的高温稳定性，被广泛用于特种纸的制备及航空航天重要的结构减重与耐高温材料。

ANFs既保留了芳纶纤维的化学组成和晶体结构，又具有较大的比表面积与长径比，因此可以与其他材料进行复合，在电池隔膜、复合增强材料和柔性电极等多个领域都显示出一定的应用潜能与发展前景。

图1对位芳纶的分子结构图Fig. IMolecularstruetureofpara-aramid柔性电子器件以其独特的柔性、延展性和高效、低成本的制造工艺，在信息能源、医疗和国防等领域具有广泛的应用［4］。

将纳米纤维材料与导电复合材料结合制作柔性、可穿戴电子器件已成为近些年来的研究热点。

由于ANFs具有良好的力学性能，以及纤维表面丰富的酰胺基团，其与导电材料复合应用在电磁屏蔽、传感、电化学储能等领域，具有广阔的发展前景。

材料的导电材料和导电应用导电材料是能够传导电流的材料，广泛应用于电子、能源、通信和电力等领域。

本文将介绍几种常见的导电材料及其在导电应用中的特点和优势。

一、金属导电材料金属是最常见的导电材料之一，具有良好的导电性能和热传导性能。

常用的金属导电材料包括铜、铝、银、金等。

其中，铜是最常用的导电金属，其导电性能优越，适用于各种导电应用，如电线、电缆、电路板等。

铝在轻型导电材料方面具有优势，被广泛应用于航空航天和电力传输领域。

银和金的导电性能更好，但成本较高，主要应用于高端领域。

二、导电聚合物材料导电聚合物是一类特殊的有机高分子材料，具有良好的导电性能和可塑性。

导电聚合物材料包括聚苯胺、聚噻吩、聚乙烯二硫醇等。

这些材料通过掺杂导电性高的掺杂剂，如离子盐或导电聚合物，提高了其导电性能。

导电聚合物材料具有柔性、可延展性和可形态化等优点，常用于柔性电子、传感器和光电器件等领域。

三、导电陶瓷材料导电陶瓷是一种具有导电性能的陶瓷材料，其导电性主要通过材料内部的导电微粒或添加的导电剂实现。

常见的导电陶瓷材料有氧化锌、氧化铝、碳化硅等。

导电陶瓷材料具有耐高温、耐磨损和耐腐蚀等特性，适用于高温导电应用，如加热元件、电瓷等。

四、导电纳米材料导电纳米材料是一种具有纳米级尺寸的导电材料，常见的有导电纳米颗粒、导电纳米线和导电纳米薄膜等。

这些材料具有较高的比表面积和界面效应，能够提供更好的导电性能。

导电纳米材料广泛应用于传感器、柔性显示器、电池和太阳能电池等领域，已成为研究热点和应用前景广阔的材料。

导电材料的应用范围广泛，其中一些重要的导电应用包括：1. 电子器件：导电材料在电子器件中起着重要的作用，如电路板、集成电路、电子元件等。

金属导电材料、导电聚合物和导电纳米材料都可用于电子器件的导电部分。

2. 电力传输：导电材料在电力传输领域中应用广泛，如电力线路、变压器和发电机等。

铜和铝是常用的导电材料，具有低电阻、高导电性和良好的机械性能。

新型材料在电磁波吸收中的应用在当今科技高速发展的时代，电磁波无处不在，从我们日常使用的手机、无线网络到航空航天、国防军事等领域，电磁波的应用已经深入到我们生活的方方面面。

然而，电磁波在带来便利的同时，也带来了一些问题，如电磁干扰和电磁辐射等。

为了解决这些问题，新型材料在电磁波吸收中的应用逐渐成为研究的热点。

电磁波吸收材料的作用是将入射的电磁波能量转化为热能或其他形式的能量，从而减少电磁波的反射和散射。

传统的电磁波吸收材料主要包括磁性金属材料（如铁氧体）和碳材料（如石墨）等。

然而，随着科技的不断进步，新型材料如纳米材料、导电聚合物、超材料等凭借其独特的性能，在电磁波吸收领域展现出了巨大的潜力。

纳米材料由于其尺寸小、比表面积大等特点，在电磁波吸收方面表现出了优异的性能。

例如，纳米金属颗粒（如银、金、镍等）具有良好的导电性和磁性，能够有效地与电磁波相互作用。

当电磁波入射到纳米金属颗粒表面时，会在颗粒表面产生表面等离子体共振现象，从而增强电磁波的吸收。

此外，纳米碳材料（如碳纳米管、石墨烯等）也具有出色的电磁波吸收性能。

石墨烯具有极高的电导率和良好的柔韧性，能够通过调节其层数和掺杂浓度来控制电磁波的吸收特性。

碳纳米管则具有独特的中空结构和优异的电学性能，能够在较宽的频段内实现电磁波的有效吸收。

导电聚合物作为一类新型的有机高分子材料，在电磁波吸收领域也受到了广泛的关注。

聚苯胺、聚吡咯等导电聚合物具有良好的导电性和可加工性，能够通过化学掺杂或与其他材料复合来改善其电磁波吸收性能。

导电聚合物的分子结构中存在大量的共轭双键，这些双键能够与电磁波相互作用，从而实现电磁波的吸收。

同时，导电聚合物的介电常数和磁导率可以通过改变分子链的长度、掺杂程度等因素进行调节，使其能够适应不同频段的电磁波吸收需求。

超材料是一种具有特殊结构和性能的人工材料，其电磁特性可以通过设计材料的结构单元来实现。

超材料在电磁波吸收方面的应用主要基于其独特的电磁响应特性，如负折射率、电磁谐振等。

综述导电高分子纳米复合材料X 生 瑜1,2X X , 陈建定1, 朱德钦2, 吴叙勤1(1.华东理工大学材料科学与工程学院,上海200237;2.福建师范大学高分子研究所,福建福州350007)摘 要: 导电高分子纳米复合材料是纳米材料研究中一个重要部分。

着重综述了导电高分子无机纳米复合材料在合成技术、材料性质和各领域中应用的最新研究进展。

关键词: 导电高分子;聚苯胺;纳米复合材料;二氧化硅中图分类号: O63 文献标识码: A 文章编号: 1008-9357(2002)02-0236-09自从1977年发现聚乙炔的导电现象以来,经过20多年的发展,导电高分子已成为高分子材料领域中一个重要的方面。

2000年MacDiarmid 、Heeger 、白川英树因其在导电高分子中开创性和富有成效的工作获得该年度的诺贝尔化学奖。

20世纪80年代,德国科学家Gleiter 成功地制备出纳米级块状金属晶体铁、钯、铜等,随即引起人们对纳米材料研究的关注,并成为材料科学中的一个热点,至今仍然方兴未艾。

而将纳米的概念引入到导电高分子材料的研究中虽只是近十年的事112,但因导电高分子纳米复合材料集高分子自身的导电性与纳米颗粒的功能性于一体,具有极强的应用背景,从而迅速地成为纳米复合材料领域的一个重要研究方向。

本文以应用研究为背景,分别从以下几个方面对导电高分子纳米复合材料的最新进展作一综述。

1 具有稳定胶体形式的导电高分子纳米复合材料的研究导电高分子通常是不溶不熔的,它极大地限制了导电高分子的结构表征和在技术上的广泛应用。

因此在20世纪80年代后期解决导电高分子的可溶性和加工性,成为导电高分子的一个重要研究内容。

在1985~1995期间,这一方面的研究发展很快并取得突破性进展12-52。

目前,科研工作者可以通过结构修饰(衍生物、接枝、共聚)、掺杂诱导、乳液聚合和化学复合等方法获得可溶性或水分散性导电高分子。

在改善导电高分子的加工性方面,美国Sussex 大学的Armes 研究小组独辟蹊径,首先以无机纳米微粒SiO 2作为分散剂制备出呈胶体状态分散的聚苯胺/纳米二氧化硅(PAn -SiO 2)的复合材料,以此改善导电高分子的加工性。

碳纳米管增强聚合物复合材料的制备与性能研究简介：碳纳米管是一种具有优异力学性能和导电性的纳米材料，已被广泛应用于聚合物复合材料中。

本文旨在介绍碳纳米管增强聚合物复合材料的制备方法、性能研究与应用前景。

1. 碳纳米管的制备方法1.1 化学气相沉积法化学气相沉积法是目前最常用的碳纳米管制备方法之一。

通过控制反应温度、反应压力和催化剂的选择和浓度，可以获得不同直径、长度和结构的碳纳米管。

1.2 电弧放电法电弧放电法是碳纳米管制备的另一种常用方法。

通过在高温、高压的条件下，将碳电极电弧放电，生成包含碳纳米管的石墨颗粒。

随后，通过化学处理将碳纳米管分离出来。

1.3 碳纳米管纤维拉伸制备法碳纳米管纤维拉伸制备法通过对多股碳纳米管进行拉伸和整合，形成具有优异性能的连续纤维。

2. 碳纳米管增强聚合物复合材料的制备2.1 碳纳米管的表面改性为了增加碳纳米管与聚合物基体的相容性和界面结合强度，可以对碳纳米管进行表面改性。

常用的表面改性方法包括氧化、还原、聚合等。

2.2 碳纳米管的分散碳纳米管在聚合物基体中的均匀分散对于复合材料的性能至关重要。

常用的碳纳米管分散方法包括超声处理、表面活化剂包覆等。

2.3 聚合物基体的选择不同类型的聚合物基体对于碳纳米管增强复合材料的性能有重要影响。

常用的聚合物基体包括聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯等。

2.4 制备工艺的优化通过调节制备工艺参数，如温度、压力和搅拌速度等，可以优化碳纳米管增强聚合物复合材料的结构与性能。

3. 碳纳米管增强聚合物复合材料的性能研究3.1 机械性能碳纳米管的引入可以显著提升聚合物复合材料的力学性能。

研究表明，适量添加碳纳米管可以提高复合材料的强度、刚度和韧性。

3.2 导电性能碳纳米管具有优异的导电性能，可以赋予聚合物复合材料良好的导电特性。

研究表明，适量添加碳纳米管可以显著提高复合材料的电导率和导电稳定性。

3.3 热稳定性碳纳米管的引入可以提高聚合物复合材料的热稳定性，延长其使用寿命。

柔性电极材料
柔性电极材料是一种具有较好机械柔性和导电性能的材料，可以应用于柔性电子器件、可穿戴设备、人机交互等领域。

目前，常用的柔性电极材料主要包括碳材料、金属纳米线和导电聚合物等。

碳材料是一种常见的柔性电极材料，常见的有石墨烯、碳纳米管和碳纤维等。

石墨烯具有高导电性和独特的二维结构，可以实现高灵敏度和高稳定性的电子器件。

碳纳米管具有高导电性和良好的柔性，可以在弯曲状态下保持导电性能。

碳纤维具有优良的柔性和导电性能，可以用于制备柔性传感器和电子器件等。

金属纳米线是一种具有优良导电性能和柔性的材料，常见的有银纳米线和铜纳米线。

金属纳米线具有高比表面积和高导电率，可以在大范围的应变下保持良好的导电性能。

此外，金属纳米线可以通过控制形貌和密度来调节柔性和传导性能，从而适应不同场景的需求。

导电聚合物是一种以含有导电性基团的高分子为主要成分的材料，常见的有聚苯胺和聚噻吩等。

导电聚合物具有良好的柔性和导电性能，可以通过多种方法来调节电导率，如掺杂和合成共聚物。

导电聚合物可以在弯曲状态下保持较好的导电性能，并且具有较好的可溶性和可加工性，适应各种形状和尺寸的需求。

总的来说，柔性电极材料具有较好的机械柔性和导电性能，可
以在弯曲状态下保持良好的导电性能。

不同的材料具有不同的特点和应用领域，可以根据具体需求选择适合的柔性电极材料。

随着科技的发展和材料研究的深入，未来柔性电极材料有望在更多领域实现广泛应用。