上海硅酸鹽所研制出新型柔性防水導電耐火紙

　　中國科學院上海硅酸鹽研究所研制出新型羥基磷灰石超長納米線基柔性防水導電耐火紙。

新型羥基磷灰石超長納米線基柔性防水導電耐火紙的制備和性能測試：(a)制備過程；(b) 新型柔性防水導電耐火紙即使在水下也可穩定工作，連接的小燈可持續發光；(c, d) 新型柔性防水導電耐火紙的除冰過程: (c) 未加直流電壓, (d) 施加直流電壓；(e) 新型柔性防水導電耐火紙即使在火中灼燒也可穩定工作，連接的小燈可持續發光。

　　因具有優異的性能、適應物理形變的能力以及便于使用等優點，近年來柔性電子器件和可穿戴電子設備倍受青睞。然而，傳統的電子器件難以滿足柔性和在嚴酷環境下工作的要求，電子器件的性能易受到周圍環境的影響。例如，金屬是導電材料的首選，但金屬易被氧化和腐蝕，性能降低，導致功能故障；污染物、濕氣、雨水、結冰和降雪也影響電子器件的性能；在水災、高溫或火災中電子器件易毀壞。因此，能在嚴酷環境中穩定工作的全天候型柔性電子設備引起人們的興趣。

　　近日，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領的研究團隊，在羥基磷灰石超長納米線耐火紙的研究工作基礎上，采用羥基磷灰石超長納米線作為主要原料并負載導電碳黑，再用聚二甲基硅氧烷進行涂層化處理，研制出新型羥基磷灰石超長納米線基柔性防水導電耐火紙，集成防水、導電、電熱、耐火阻燃等多個功能，能在各種嚴酷環境如強酸、強堿、高濕、高溫、水下、冰雪天氣中全天候穩定工作。羥基磷灰石超長納米線和導電碳黑構筑多級粗糙結構，聚二甲基硅氧烷涂層化提供疏水性，多級粗糙結構和疏水性的協同作用使柔性導電耐火紙具有超疏水表面，具有防水性能、自清潔功能和高熱穩定性，并能耐受各種嚴酷環境。更重要的是，即使該新型柔性防水導電耐火紙浸泡在水中也能穩定工作，連接的小燈可持續發光。此外，新型柔性導電耐火紙具有電熱效應，通電后能在短時間內快速升溫，有望應用于高效快速除冰。新型柔性防水導電耐火紙具有優異的耐高溫和耐火性能，即使在火中灼燒也可穩定工作，連接的小燈可持續發光。由于具有多種優異性能，新型柔性防水導電耐火紙在高性能柔性電子器件和可穿戴電子設備中具有良好的應用前景。相關研究結果發表在ACS Applied Materials & Interfaces上，并申請一項發明ZL。

　　研究工作得到國家自然科學基金、上海市科委、中科院上海硅酸鹽研究所創新重點項目等的資助。