導電纖維是什么
導電纖維通常是指在標準狀態(tài)下(溫度為20℃， 相對濕度為65％)電阻率小于107 Ω．cm的纖維，是全部或部分使用金屬或導電性有機物以及防靜電劑等導電材料或亞導電材料制成的纖維的統(tǒng)稱。
導電纖維的發(fā)展歷程
早期的導電纖維是金屬型纖維，但由于金屬導電柔性耐彎折性能差，不具備智能紡織品相對較高的力學性能要求，因此較少直接應用于柔性可穿戴智能紡織品中。
導電聚合物的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了導電纖維的新紀元。例如，通過Lewis酸AsF5的氧化還原摻雜使聚乙炔(PA)的電導率提高了13個數(shù)量級，達到103S／cm，可媲美銅、金等的導電率。
隨著科學技術的發(fā)展，碳系材料優(yōu)異的機械和電學性能在相關研究中展露。以石墨烯為例，其中的π電子可自由移動，因此石墨烯具有超強導電性。
導電纖維的制備
常見的導電纖維的制備方法主要包括原位制備法、表面處理法、碳處理法。
原位制備法
原位制備法包括直接紡絲法、摻雜紡絲法和復合紡絲法。其中，復合紡絲法制備的纖維不僅有良好的力學電學性能，而且易與其他纖維抱合，易混紡或交織。
表面處理法
表面處理法是指通過對合成纖維進行表面處理，主要包括物理浸漬涂覆、鍍層、共聚接枝等在基體表面包覆導電物質或形成導電薄膜制備導電纖維。
碳處理法
利用目前的碳化處理技術深度處理纖維，由于纖維的主鏈碳原子較多，提高了纖維的導電能力。但同時模量高，缺乏韌性，適用范圍有限。
導電纖維的應用研究
金屬材料纖維。
金屬本身的硬度大，不具備可穿戴紡織品所需的回彈性和延伸性。在目前研究中，一般采用金屬材料與其他材料復合，例如，利用聚氨酯纖維的彈性恢復性和銅合金的導電性，提供了優(yōu)異的可拉伸性和高導電性。
導電聚合物纖維。
一般將導電聚合物與其他材料通過濕法、熔融紡絲制備獲得復合導電纖維。例如，用導電聚合物PSS和單壁碳納米管制備的復合纖維，具有優(yōu)良的力學與電學性能。隨著導電聚合物的發(fā)展，導電聚合物已經可以單獨或與光纖傳感器結合，用于溫度、壓力、電磁輻射的監(jiān)測。
納米碳材料
納米碳材料分為零維納米碳球、富勒烯及一維碳納米管、碳納米纖維和二維石墨烯等。常被選用作纖維的是碳納米管和石墨烯。例如，以SBS為基材，多層石墨烯為導電組分制備的柔性導電復合纖維，具有較高的電容性能，較低的功率損耗和較好的柔彈性，在上千次的拉伸循環(huán)后仍有90%以上的電容保持率。
結語
導電纖維可用在各種傳感器、電容器、驅動器等電子元件的開發(fā)和集成上。不僅要滿足最基礎的穩(wěn)定導電 性，還需要具備作為柔性可穿戴紡織品材料的可拉伸回復性和舒適性等。盡管目前各類可穿戴柔性智能電子產品還處在早期的研發(fā)階段，但將導電纖維與人們日常服裝服飾集成將會是可穿戴電子器件的一大發(fā)展方向。
