项目名称: 溶液纺丝制备导电聚合物复合纤维及其可编织能源器件

项目编号: No.51473039

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 魏志祥

作者单位: 国家纳米科学中心

项目金额: 85万元

中文摘要: 柔性、便携化是电子设备未来发展的重要趋势。以织物作为载体,将电子器件与织物进行有机集成,进而制备可穿戴的电子器件是导电/光电功能材料最诱人的前景之一。由于大多数的功能材料难溶,难熔,因而传统聚合物纺丝技术难以用于功能材料纤维的纺制和功能化、器件化。本项目拟从功能碳材料和导电聚合物材料的纺丝工艺入手,建立不同功能材料的纺丝和共纺方法,进而实现复合功能纤维的制备;并对其力学性能、电学性能、光电性能以及储能性能进行优化。揭示功能纤维中缺陷态的形成和断裂机制,寻找器件内部的能量传输和电荷传递规律,为获得高效率的纤维状能量转化及储能器件提供理论依据。最后通过不同功能的纤维器件的集成,以及各个单元(如太阳能电池,锂离子电池和超级电容)之间的能量传递和物质传递的有效匹配,来实现大面积、可编织、具有较高的能量转化效率以及存储密度的功能集成器件。

中文关键词: 导电聚合物;共轭聚合物;纳米复合材料;功能高分子材料;碳纳米管

英文摘要: The consumer electronics is becoming more and more miniature and portable. With fabricas a carrier, the electronic device and fabric can be integrated, i.e., wearable electronic devices, which is one of the most attractive prospects for conductive and optoelectronic materials. Since most of those functional materials are insoluble and unmeltable, it is hard to make the functional material fiber and the device by using the traditional polymer spinning technology. In this project, we propose to develop the spinning technology of functional carbon materials, polymer materials and even the cospinning methods of different functional materials for multifunctional fibers. The electrical properties, photoelectric performance and energy storage performance of the fibers will be optimized then. Though exploring the mechanism of defects formation and fracture in the fibers, finding the internal energy transfer and charge transfer law in the devices we will provide a theoretical basis to acquire high efficient fibrous energy converters and energy storage systems. With integrating of different functional fiber devices and good matching of the energy transfer and substance transferring between different functional units, such as solar cells,lithium ion batteries and supercapacitors, the large area, weaving, high energy conversion efficiency and storage density composite functional devices will be realized.

英文关键词: Conducting polymers;Conjugated polymers;Nanocomposites;Functional polymers;Carbon nanotubes

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