研究目的
开发一种简便且低成本的方法，利用电纺聚氨酯纤维和无电解铜沉积制备柔性导电薄膜，用于可穿戴电子设备。
研究成果
所开发的铜-聚氨酯（Cu-PU）薄膜展现出优异的柔韧性、导电性和可加工性，在弯曲和折叠状态下性能稳定。该材料能感知拉伸应变并提供高效焦耳热效应，适用于应变传感器和加热服装等可穿戴电子设备。该方法工艺简单、成本经济且采用丰富材料，为柔性电子产品的进步提供了潜力。
研究不足
抗拉强度不高，需要支撑基底以防止过度拉伸造成损坏。较长的沉积时间会降低柔韧性而不会提高导电性。该方法在大面积应用中可能存在可扩展性问题。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用静电纺丝技术制备聚氨酯（PU）纤维基底，随后通过氧等离子体处理进行表面改性，浸入硝酸银溶液实现银晶种沉积，并采用化学镀铜法形成导电薄膜。该方案旨在兼顾柔韧性、导电性及成本效益。
2：样本选择与数据来源：
在5-17 kV不同电压条件下静电纺丝PU纤维以优化均匀性。通过扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）和电阻测量对样品进行表征。
3：实验设备与材料清单：
静电纺丝装置、氧等离子体处理系统、硝酸银溶液、化学镀铜液、扫描电镜、能谱分析仪、电阻测量万用表、用于热成像的红外相机。
4：实验流程与操作步骤：
静电纺丝PU纤维→氧等离子体亲水处理→硝酸银溶液浸渍沉积银催化剂→控制1-50分钟化学镀铜时间→SEM/EDS表征→电阻测量→弯曲折叠测试→手指关节应变传感测试→焦耳热性能评估。
5：数据分析方法：
通过电阻数据分析导电稳定性；利用SEM/EDS图像观察铜沉积均匀性；基于红外热成像评估加热性能；对弯曲循环次数与应变响应进行统计分析。
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Electrospinning setup
Used to electrospin polyurethane fibers into flexible films.
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Oxygen plasma treatment system
Modifies the surface of PU films to make them superhydrophilic for better wettability in aqueous solutions.
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Silver nitrate solution
Used to impregnate PU fibers and introduce silver seeds as catalytic centers for electroless copper deposition.
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Electroless copper deposition bath
Deposits copper onto the silver-seeded PU fibers to form conductive films.
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SEM
Used to obtain scanning electron microscopy images of the fibers at various stages of the process.
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EDS analyzer
Performs energy-dispersive X-ray spectroscopy for elemental mapping to confirm copper and silver distribution on the fibers.
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Multimeter
Measures the electrical resistance of the Cu-PU films.
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Infrared camera
Captures infrared images to assess the thermal performance of the heating films.
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Medical-grade adhesive tape
JNJ 6092793
JNJ
Used to attach Cu-PU films during bending tests to ensure no tension is induced.
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