本發(fā)明涉及復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其涉及一種柔性導(dǎo)體及其制備方法。

背景技術(shù)：
隨著電子信息產(chǎn)品及電子器件向著小型化、智能化和可穿戴方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)微納電子器件柔性及可延展化，促進(jìn)人與信息的高效交換已成為一項(xiàng)重要技術(shù)。對(duì)于柔性可穿戴電子來(lái)說(shuō)，柔性導(dǎo)體在大形變下仍能保持高的電導(dǎo)率，是實(shí)現(xiàn)其功能正常運(yùn)作的重要部分。因此，開(kāi)發(fā)具有大形變下高導(dǎo)電性、高可靠性的柔性導(dǎo)體變得極為重要。石墨烯、碳納米管、金屬納米顆粒、導(dǎo)電聚合物、金屬納米線(xiàn)作為導(dǎo)電基元的導(dǎo)體材料已成功研究開(kāi)發(fā)。但金屬納米線(xiàn)不僅導(dǎo)電性?xún)?yōu)良，而且表現(xiàn)很好的柔韌性。相比于金、銀納米線(xiàn)，銅的導(dǎo)電性與銀相當(dāng)，在地殼中的含量是銀的1000倍，比銀便宜100倍、比金便宜6000倍，使其成為柔性電子領(lǐng)域最具發(fā)展?jié)摿Φ膶?dǎo)電基元。為了讓柔性導(dǎo)體在各種大的形變下仍具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，近幾年來(lái)報(bào)道了幾種制備柔性導(dǎo)體的方法：(1)通過(guò)預(yù)應(yīng)力的方法使導(dǎo)電基元形成扣式的互聯(lián)結(jié)構(gòu)；(2)制備二維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)、織物、蛇形結(jié)構(gòu)；(3)制備三維復(fù)合導(dǎo)電材料。相比于二維柔性導(dǎo)體，三維復(fù)合柔性導(dǎo)電材料具有低成本、優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性、易于大規(guī)模制備的優(yōu)點(diǎn)，在柔性導(dǎo)體領(lǐng)域倍受科學(xué)家們的青睞。2002年康涅狄格大學(xué)Shenoy等采用無(wú)溶劑的方法使碘蒸氣原位聚合聚氨酯泡沫內(nèi)吸附的Py制備得到PU/PPy復(fù)合彈性導(dǎo)體，制備的復(fù)合彈性導(dǎo)體的電導(dǎo)率在10-1-10-7S/cm的范圍內(nèi)可調(diào)。2010年韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)Shin等采用化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法在涂有鐵系催化劑的硅晶圓上垂直生長(zhǎng)多壁碳納米管陣列(MWNTforests)，然后將聚氨酯溶液滲入多壁碳納米管陣列形成三維互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)得到MWNT/PU復(fù)合導(dǎo)電材料。2011年中科院金屬研究所Chen等利用模板誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法在泡沫鎳上生長(zhǎng)石墨烯，然后在石墨烯表面沉積聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，接著刻蝕掉泡沫鎳模板，溶解掉PMMA，最后在石墨烯泡沫(GF)中填入聚合物制備得到GF/PDMS復(fù)合柔性導(dǎo)體。2014年香港理工大學(xué)Yu等采用化學(xué)鍍沉積的方法在商業(yè)聚氨酯海綿上沉積了一層金屬薄膜(Cu,Ag,Au)，然后填入聚合物得到三維彈性導(dǎo)電復(fù)合材料。2013年莫納什大學(xué)Cheng課題組在銅納米線(xiàn)中加入少量聚乙烯醇(PVA)，然后冷凍干燥制備得到CuNW-PVA復(fù)合氣凝膠，再在氣凝膠中填入聚合物得到導(dǎo)電復(fù)合彈性體。但目前，柔性導(dǎo)體在形變時(shí)電阻不穩(wěn)定、電導(dǎo)率低、機(jī)械性能差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明一方面提供一種柔性導(dǎo)體，該柔性導(dǎo)體解決了在形變時(shí)電阻不穩(wěn)定、電導(dǎo)率低、機(jī)械性能差的問(wèn)題。一種柔性導(dǎo)體，包括聚氨酯海綿層，所述聚氨酯海綿層上由內(nèi)至外設(shè)有PEDOT層和銅納米線(xiàn)層。PEDOT為聚(3,4-乙撐二氧噻吩)，本發(fā)明以聚氨酯海綿為模板，通過(guò)層層組裝，先在聚氨酯海面上原位聚合一層導(dǎo)電聚合物聚(3,4-乙撐二氧噻吩)(PEDOT)，然后通過(guò)簡(jiǎn)單的浸潤(rùn)過(guò)程吸附銅納米線(xiàn)，形成雙重導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。在聚氨酯海綿上原位聚合PEDOT(不含PSS)能大大提高導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性，吸附銅納米線(xiàn)之后導(dǎo)電性能進(jìn)一步提高，且成本低。本發(fā)明另一方面提供了上述柔性導(dǎo)體的制備方法，該制備方法解決了柔性導(dǎo)體工藝復(fù)雜和制備出的柔性導(dǎo)體電性能和機(jī)械性能偏低的問(wèn)題。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。一種柔性導(dǎo)體的制備方法，包括如下步驟：(1)將超純水和乙醇置于容器中，混合后加入EDOT，進(jìn)行超聲和第一次攪拌，得到混合液A，將聚氨酯海綿浸入所述混合液A中，加入過(guò)硫酸銨，進(jìn)行第二次攪拌，得到PUS/PEDOT復(fù)合材料；(2)將銅納米線(xiàn)分散在乙醇中，進(jìn)行超聲，得到銅納米線(xiàn)分散液，將所述PUS/PEDOT復(fù)合材料浸入所述銅納米分散液中，取出烘干，得到PUS/PEDOT/CuNWs復(fù)合材料；(3)將所述PUS/PEDOT/CuNWs復(fù)合材料進(jìn)行銅納米線(xiàn)氧化層的處理和填入聚合物，制得PUS/PEDOT/CuNWs/PDMS復(fù)合柔性導(dǎo)體。本發(fā)明先在聚氨酯海面上原位聚合一層導(dǎo)電聚合物聚(3,4-乙撐二氧噻吩)(PEDOT)，然后通過(guò)簡(jiǎn)單的浸潤(rùn)過(guò)程吸附銅納米線(xiàn)，形成雙重導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。在聚氨酯海綿上原位聚合PEDOT(不含PSS)能大大提高導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性，吸附銅納米線(xiàn)之后導(dǎo)電性能進(jìn)一步提高，且成本低。其中，所述步驟(1)中超純水和乙醇的質(zhì)量為1:0.2～5，優(yōu)選1:0.5～2；可以為1:0.2、1:0.5、1:1、1:1.2、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5和1:5等。優(yōu)選地，所述步驟(1)中超聲時(shí)間為2～30min，優(yōu)選10min；可以為2min、5min、8min、10min、12min、15min、18min、20min、25min、28min、30min等。優(yōu)選地，所述步...