[ACS Nano]High-Performance andRapid-Response Electrical Heaters Based on Ultraflexible, Heat-Resistant, andMechanically Strong Aramid Nanofiber/Ag Nanowire Nanocomposite Papers
作者:Zhonglei Ma*, Songlei Kang, Jianzhong Ma*, Liang Shao, Ajing Wei, Chaobo Liang, Junwei Gu*, Bin Yang
關鍵字:Aramid Nanofiber/Ag Nanowire Nanocomposite Papers
論文來源:期刊
具體來源:ACS Nano
發表時間:2019年
本研究采用簡便高效的兩步真空輔助抽濾(TVAF)-熱壓成型法,設計開發了一種基于高強耐熱芳綸納米纖維(ANFs)和高導電銀納米線(AgNWs)的快速響應高溫柔性電熱膜。所得ANF/AgNW納米復合電熱膜中,ANFs和AgNWs分別作為高性能基體和高效導電發熱層,使電熱膜兼具柔性、低電阻、高發熱溫度和快速熱響應等特性。在低外施電壓(0.5~5 V)下,電熱膜的最高發熱溫度可達200°C,獲得穩定發熱溫度的響應時間低至10 s。此外,由于銀納米線表面的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)與ANFs之間形成氫鍵作用,且銀納米線被部分嵌入ANF基體,從而使銀納米線與ANF基體之間具有良好的界面粘結作用,表現出優異的宏觀力學性能。當AgNW面密度為0.4 g/m2時拉伸強度和模量分別達到285.7 MPa和6.5 GPa。更重要的是,AgNWs表面包覆的致密ANF薄層對AgNWs具有保護作用,使柔性電熱膜在空氣中長時間發熱、反復彎折、接觸水或者溶劑等苛刻條件下都保持良好的電發熱穩定性。此項工作為柔性、高性能電熱膜的設計開發提供了一種簡便高效的方法,所得柔性高性能電熱膜在可穿戴設備、人工智能和高性能加熱設備等新興領域具有良好的應用潛力。