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日本企业研发添加碳纳米管高导电性柔软硅橡胶,适用于可穿戴设备
出处:Carbontech  录入日期:2021-06-18  点击数:412

  随着智能设备应用的普及,可穿戴医疗设备的开发也正方兴未艾。这类设备主要用于对患者的身体状况进行实时监测,所以要求这些设备具有尽可能高的柔软度和导电性。
  目前,单壁碳纳米管应用已经覆盖了现有的各种类型的硅橡胶,包括液体硅橡胶、室温硫化硅橡胶和高温硫化硅橡胶,可实现从抗静电到电磁干扰屏蔽所需的所有导电水平。
  导电硅橡胶常用的导电颗粒,主要分为以下三类:
  (1)碳系材料:主要包括炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管以及石墨烯等。
  (2)纯金属颗粒:金粉、银粉、铜粉、镍粉以及铝粉等。
  (3)复合导电颗粒:银镀铜、银镀镍、银镀铝、镍镀石墨、银镀玻璃微珠等。
  这些导电颗粒具有导电性好、易填充、易分散、耐老化、成本适中的特点,必要时可对这些导电颗粒做进一步表面处理。不同的导电颗粒、不同的填充量,制备的导电硅橡胶的导电性能不同,因此要选用何种导电颗粒,要根据要达到导电性能确定,也可两种以上的导电颗粒混合使用。
  使用单壁碳纳米管可以减少添加剂对弹性体性能的负面影响。现有的添加剂在弹性、力学性能、着色和加工等方面都存在一些负面影响。因单壁碳纳米管超高的长径比和高比表面积等独特的物理结构,能够提升最终化合物的各类性能。
  根据日本产业技术综合研究所2021年5月17日发布的消息,以日本Zeon公司为首的一个研究团队成功开发出了一种添加单分子层碳纳米管(CNT)的高柔软度和高导电性医用硅橡胶复合材料。该材料计划用于可穿戴设备和医疗器械等。

碳纳米管添加新型硅胶复合材料


  该材料中添加了Zeon公司的自有单分子层碳纳米管材料——ZEONANO®SG101,碳纳米管的添加量约为填料重量的1~5%。将其高度分散于所采用的硅橡胶母体材料中制成了这一新型材料。由于碳纳米管材料的高度融合,该材料不仅具有较高的柔软度,对于人体皮肤的贴合度很高,而且还能有效降低电极与皮肤之间的阻抗,从而有效提高电极信号输入皮肤的效率,从而进一步提高相关医疗监测的准确率。实验证明,该产品相对一般市售同类产品还有更高的耐久性。

相关研究信息


  Zeon公司正致力于该材料产品的推广应用。
  应用设想:
  四肢等颤抖的帕金森症有一种治疗方法是通过向大脑发送微弱的电刺激来缓解症状。据介绍,通过硅橡胶从缠在手臂上的装置通电来刺激手臂的末梢神经,也可以刺激大脑。

 

  可应用穿戴设备:因病导致的肢体抖动
  (设想图)
  导电性硅橡胶还被用于遥控器的开关和个人电脑的键盘等。此次开发的硅橡胶比较柔软,因此还有望用于高压电缆和智能手机等的电磁屏蔽用途。

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