導(dǎo)電纖維是什么
導(dǎo)電纖維通常是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(溫度為20℃， 相對(duì)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?qū)щ娦杂袡C(jī)物以及防靜電劑等導(dǎo)電材料或亞導(dǎo)電材料制成的纖維的統(tǒng)稱。
導(dǎo)電纖維的發(fā)展歷程
早期的導(dǎo)電纖維是金屬型纖維，但由于金屬導(dǎo)電柔性耐彎折性能差，不具備智能紡織品相對(duì)較高的力學(xué)性能要求，因此較少直接應(yīng)用于柔性可穿戴智能紡織品中。
導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了導(dǎo)電纖維的新紀(jì)元。例如，通過Lewis酸AsF5的氧化還原摻雜使聚乙炔(PA)的電導(dǎo)率提高了13個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到103S／cm，可媲美銅、金等的導(dǎo)電率。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，碳系材料優(yōu)異的機(jī)械和電學(xué)性能在相關(guān)研究中展露。以石墨烯為例，其中的π電子可自由移動(dòng)，因此石墨烯具有超強(qiáng)導(dǎo)電性。
導(dǎo)電纖維的制備
常見的導(dǎo)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(fù)合紡絲法。其中，復(fù)合紡絲法制備的纖維不僅有良好的力學(xué)電學(xué)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(duì)合成纖維進(jìn)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(dǎo)電物質(zhì)或形成導(dǎo)電薄膜制備導(dǎo)電纖維。
碳處理法
利用目前的碳化處理技術(shù)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(dǎo)電能力。但同時(shí)模量高，缺乏韌性，適用范圍有限。
導(dǎo)電纖維的應(yīng)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(fù)合，例如，利用聚氨酯纖維的彈性恢復(fù)性和銅合金的導(dǎo)電性，提供了優(yōu)異的可拉伸性和高導(dǎo)電性。
導(dǎo)電聚合物纖維。
一般將導(dǎo)電聚合物與其他材料通過濕法、熔融紡絲制備獲得復(fù)合導(dǎo)電纖維。例如，用導(dǎo)電聚合物PSS和單壁碳納米管制備的復(fù)合纖維，具有優(yōu)良的力學(xué)與電學(xué)性能。隨著導(dǎo)電聚合物的發(fā)展，導(dǎo)電聚合物已經(jīng)可以單獨(dú)或與光纖傳感器結(jié)合，用于溫度、壓力、電磁輻射的監(jiān)測(cè)。
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(dǎo)電組分制備的柔性導(dǎo)電復(fù)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(jié)語
導(dǎo)電纖維可用在各種傳感器、電容器、驅(qū)動(dòng)器等電子元件的開發(fā)和集成上。不僅要滿足最基礎(chǔ)的穩(wěn)定導(dǎo)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(fù)性和舒適性等。盡管目前各類可穿戴柔性智能電子產(chǎn)品還處在早期的研發(fā)階段，但將導(dǎo)電纖維與人們?nèi)粘７b服飾集成將會(huì)是可穿戴電子器件的一大發(fā)展方向。
