高电导率石墨烯复合纤维

发布时间: 2023-11-14

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：技术咨询

成果类型：新技术

行业领域：

新材料技术

成果介绍

石墨烯导电纤维是将化学纤维与石墨烯导电材料经过特殊工艺制成的新型功能材料，其完美结合了纤维的柔软可编织性和石墨烯的高导电性，产品具有较低的表面电阻（电阻率<10 Ω·cm）和优异的耐久性。可用于抗静电工装、工业滤布、地毯，防静电网、轮胎帘子线、绳缆、传送带、电极线等领域。通过改进浆料配方和分散工艺，解决了石墨烯粉体在水系溶液中的分散问题。创新性地采用了微射流涂覆方式，即在一定压力作用下，纤维在浆料行进过程中受到料液逆向剪切力，不规则的石墨烯片层利用其锋利的边缘嵌入到纤维表面形成皮芯结构，这极大地提高了导电纤维耐干、湿摩擦色牢度，解决了传统涂覆法人们渴望解决但始终未能成功的牢固性技术难题，填补了国内耐久型导电纤维的空白。本工艺制备的石墨烯纤维结合了普通纤维的柔软可编织性和石墨烯纳米材料的高导电性，工艺简单，成本低，生产效率高，适宜制备细旦丝和粗旦丝，尤其适合制备直径在0.35mm以上的粗旦丝，满足工业和民用导电纤维使用要求。

成果亮点

石墨烯导电纤维完美结合了化学纤维的柔软可编织性和石墨烯的高导电性。通过特殊工艺将化学纤维与石墨烯导电材料结合，使得产生的导电纤维既具有柔软性和可编织性，又具有高导电性。石墨烯导电纤维具有较低的表面电阻和优异的耐久性。其表面电阻率低于10 Ω·cm，可在静电敏感的领域提供良好的抗静电性能。同时，导电纤维经过特殊工艺处理，具有较高的耐久性，能够在长时间使用和摩擦条件下保持稳定的导电性能。石墨烯导电纤维在抗静电工装、工业滤布、地毯、防静电网、轮胎帘子线、绳缆、传送带、电极线等领域具有广泛的应用潜力。其高导电性和耐久性使其成为许多领域中替代传统导电材料的理想选择。该成果通过改进浆料配方和分散工艺，成功解决了石墨烯粉体在水系溶液中的分散问题。此外，采用微射流涂覆方式，通过料液逆向剪切力将石墨烯片层嵌入纤维表面形成皮芯结构，解决了传统涂覆法无法解决的牢固性技术难题。

团队介绍

王兵杰复旦大学复旦大学先进材料实验室副研究员，博士生导师，国家优秀青年科学基金获得者，上海市青年科技启明星。2009年本科毕业于四川大学高分子材料与工程专业，2014年获得中国科学院宁波材料技术与工程研究所理学博士学位，毕业后在复旦大学化学流动站从事博士后研究，2017年加入复旦大学先进材料实验室彭慧胜教授团队。主要从事柔性储能材料的制备和产业化研究，以通讯作者在Nature Nanotechnol.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed等期刊发表论文40余篇。申请中国发明专利24项，获得授权10项，4项实现了转让转化，主持多项国家级、省部级和企业科研项目。研究兴趣主要包括以下三个方面：（a）高性能复合纤维电极材料的制备与性能研究；（b）高性能及多功能性的纤维电子器件开发；（c）柔性储能器件（纤维超级电容器、纤维锂离子电池）的产业化研究。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”新材料产业科技服务团 (中国材料研究学会) 评价时间：2023-11-29

赵国栋

中国材料研究学会

项目主管

综合评价

综合来看，该石墨烯导电纤维科技成果具有明显的技术亮点和创新基因，能够解决传统导电纤维的不足，具备广泛的应用前景和推广优势。其独特的微射流涂覆方式克服了纤维表面覆盖度不高、牢固性差问题，制备出具备柔软可编织性和高导电性，同时耐久性和稳定性都有很大提高的导电纤维。这些特性赋予了石墨烯导电纤维在抗静电材料、过滤材料、功能纺织品、电子设备和功能复合材料等领域广泛的应用前景和市场需求。因此，该科技成果在推动相关行业的发展和创新方面具有重要的现实意义。

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