CN108589270A - 纤维基pedot:pss纳米花及制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维基PEDOT:PSS纳米花及制备方法及其应用，属于导电聚合物材料技术领域。该制备方法包括：1)对纤维单丝表面去污处理，得到处理后的纤维单丝；2)将处理后的纤维单丝置于氧化石墨烯水溶液或十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，制得纤维/氧化石墨烯复合材料或纤维/十六烷基三甲基溴化铵复合材料；3)将纤维/氧化石墨烯复合材料或纤维/十六烷基三甲基溴化铵复合材料置于对苯乙烯磺酸钠和3,4‑乙撑二氧噻吩的混合水溶液中，再加入第一氧化剂和第二氧化剂，制得纤维基PEDOT:PSS纳米花。本发明的PEDOT:PSS纳米花可与多种纤维材料兼容，制得的具备三维空间结构的纤维基PEDOT:PSS纳米花，可用于制备有机电化学晶体管并作为生物传感器。

Description

纤维基PEDOT:PSS纳米花及制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及导电聚合物纤维，属于导电聚合物材料技术领域，具体地涉及一种纤维基PEDOT:PSS纳米花及制备方法及其应用。
背景技术
有机电化学晶体管(OECTs)是近三十年发展起来的一种有机薄膜晶体管。自从1984年Wrighton等首次对OECTs进行报道后，OECTs的研究及其应用获得了广泛关注，尤其是在生物传感方面，如将其应用于葡萄糖传感器、尿素传感器、DNA传感器等。将有机材料与柔性基底制备得到的柔性可穿戴纤维基电化学晶体管可实现生物传感器与服装的结合，可实时监测人体健康指标的智能服装及可穿戴设备。
如中国发明专利申请(申请公布号：CN106770589A，申请公布日：2017-05-31)公开了一种可编织的纤维基晶体管葡萄糖传感器及其制备方法，该纤维基晶体管葡萄糖传感器包括有机电化学晶体管，有机电化学晶体管包括源-漏电极以及与所述源-漏电极相交布置的栅极，源-漏电极与栅极的交点处设有用于阻断源-漏电极与栅极直接接触的凝胶电解质；源-漏电极是将柔性基体材料与导电单体聚合而成的导电高分子复合材料，栅极是通过固定剂将将葡萄糖氧化酶附着于源-漏电极表面而得。该葡萄糖传感器不仅具有较好的柔韧性而且具有优异的传感性能以及具有较好的抗干扰性。缺点是由本申请的导电高分子复合材料为线性一维结构，具有大的比表面积，然而大的比表面积带来大的表面能使低维材料具有团聚的倾向，引起晶体管的稳定性有所降低。而三维结构纳米花可以看作是纳米线或纳米片的组合，具有稳定的结构，可提高柔性晶体管的性能。
如今比较常见的有机半导体主要研究的有：聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯)磺酸等，其中，聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯)磺酸具有良好的成膜性，涂布后可以形成稳定的导电薄膜，可应用于传感器、发光二极管、太阳能电池、超级电容器等领域。有研究发现将无机纳米热电材料如多壁碳纳米管、富勒烯、石墨烯等与聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯)磺酸复合制备得到的复合材料，利用两者之间的协同效应提高了材料的复合性能，但由该复合材料制备的晶体管属于平面薄膜晶体管，柔韧性能差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种不仅比表面积高、导电性能好，而且制备工艺简单的纤维基PEDOT:PSS纳米花及制备方法及其应用。
为实现上述目的，本发明公开了一种纤维基PEDOT:PSS纳米花的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)对纤维单丝进行表面去污处理，得到处理后的纤维单丝；
2)将步骤1)的所述处理后的纤维单丝置于氧化石墨烯水溶液或十六烷基三甲基溴化铵水溶液中反应完全，取出、干燥制备得到纤维/氧化石墨烯复合材料或纤维/十六烷基三甲基溴化铵复合材料；
3)将步骤2)的所述纤维/氧化石墨烯复合材料或纤维/十六烷基三甲基溴化铵复合材料置于对苯乙烯磺酸钠(SS)和3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)的混合水溶液中，搅拌混合均匀后，分别加入第一氧化剂和第二氧化剂，充分反应制备得到纤维基PEDOT:PSS纳米花。
进一步地，所述步骤3)的具体反应过程为：将步骤2)的所述纤维/氧化石墨烯复合材料或纤维/十六烷基三甲基溴化铵复合材料置于质量浓度为2～4％的对苯乙烯磺酸钠(SS)和质量浓度为1～3％的3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)的混合水溶液中，控制温度为15～35℃，搅拌混合均匀后，逐滴滴加第一氧化剂和第二氧化剂水溶液，充分反应制备得到纤维基PEDOT:PSS纳米花。
优选的，混合水溶液中对苯乙烯磺酸钠的质量浓度为3％，3,4-乙撑二氧噻吩的质量浓度为2％。
优选的，混合水溶液中对苯乙烯磺酸钠的质量浓度为2％，3,4-乙撑二氧噻吩的质量浓度为3％。
优选的，混合水溶液中对苯乙烯磺酸钠的质量浓度为4％，3,4-乙撑二氧噻吩的质量浓度为1％。
优选的，所述步骤3)中，反应温度为25℃。
优选的，所述步骤3)中，搅拌为磁力搅拌，控制磁力搅拌速度为600～1000r/min。
更进一步地，所述步骤3)中，所述第一氧化剂水溶液为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中至少一种的水溶液，所述第一氧化剂水溶液的质量浓度为3～5％；所述第二氧化剂水溶液为九水硝酸铁、氯化铁或硫酸铁中至少一种的水溶液，所述第二氧化剂水溶液的质量浓度为6～10％。
优选的，所述第一氧化剂水溶液为过硫酸铵水溶液，所述过硫酸铵水溶液的质量浓度为4％。
优选的，所述第一氧化剂水溶液为过硫酸钾水溶液，所述过硫酸钾水溶液的质量浓度为3％。
优选的，所述第一氧化剂水溶液为过硫酸钠水溶液，所述过硫酸钠水溶液的质量浓度为5％。
优选的，所述第一氧化剂水溶液为任意比的过硫酸钠与过硫酸铵混合水溶液，所述混合水溶液的质量浓度为4.5％。
优选的，所述第二氧化剂水溶液为九水硝酸铁水溶液，所述九水硝酸铁水溶液的质量浓度为8％。
优选的，所述第二氧化剂水溶液为氯化铁水溶液，所述氯化铁水溶液的质量浓度为7％。
优选的，所述第二氧化剂水溶液为硫酸铁水溶液，所述硫酸铁水溶液的质量浓度为10％。
优选的，所述第二氧化剂水溶液为任意比的氯化铁与硫酸铁水溶液，所述混合水溶液的质量浓度为9％。
再进一步地，所述步骤2)的具体反应过程为：将步骤1)的所述处理后的纤维单丝置于质量浓度为0.4～1.2％的氧化石墨烯水溶液中，振荡反应2～6h后取出室温干燥，即制备得到纤维/氧化石墨烯复合材料。
优选的，将步骤1)的所述处理后的纤维单丝置于质量浓度为0.4～1.2％的氧化石墨烯水溶液中，采用摇床振荡反应2～6h后取出在25℃下干燥，即制备得到纤维/氧化石墨烯复合材料。
优选的，所述氧化石墨烯为采用改进的hummers法制备得到的三维层状石墨烯，具体的制备方法如文献(J.Mater.Chem.22，2012，1396-1402)中描述。
更进一步地，所述步骤2)的具体反应过程为：将步骤1)的所述处理后的纤维单丝置于质量浓度为4～8％的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，振荡反应2～6h后取出室温干燥，即制备得到纤维/十六烷基三甲基溴化铵复合材料。
优选的，将步骤1)的所述处理后的纤维单丝置于质量浓度为4～8％的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，采用摇床振荡反应2～6h后取出在25℃下干燥，即制备得到纤维/十六烷基三甲基溴化铵复合材料。
更进一步地，所述步骤1)的具体反应过程为：将纤维单丝依次放入去离子水、无水乙醇和丙酮中分别超声波清洗10～20min，且每步超声波清洗完后室温晾干再进行下一步的清洗，最后室温晾干，保存备用。
更进一步地，所述纤维单丝为长度10～20cm的线基材，所述线基材的材质为芳纶纤维、尼龙纤维、涤纶纤维、棉纤维、羊毛纤维或蚕丝纤维中的一种。
优选的，所述线基材的材质为芳纶纤维。
优选的，所述线基材的材质为尼龙纤维。
优选的，所述线基材的材质为涤纶纤维。
优选的，所述线基材的材质为棉纤维。
优选的，所述线基材的材质为羊毛纤维。
优选的，所述线基材的材质为蚕丝纤维。
为了更好的实现本发明的技术目的，本发明还公开了采用上述制备方法制备得到的纤维基PEDOT:PSS纳米花。所述纤维基PEDOT:PSS纳米花包括作为模板的柔性纤维、所述柔性纤维表面复合的氧化石墨烯薄膜层或十六烷基三甲基溴化铵薄膜层及由所述氧化石墨烯薄膜层或十六烷基三甲基溴化铵薄膜层诱导生成的PEDOT:PSS纳米花。
同时，本发明还公开了一种有机电化学晶体管，包括源极、漏极、与所述源极、漏极相交的栅极及所述源极、漏极与栅极的交点处的凝胶电解质，所述源极、漏极均为上述纤维基PEDOT:PSS纳米花制备得到。
优选的，所述凝胶电解质为由聚乙烯醇(PVA)、去离子水、高氯酸锂按照质量比1:5:1溶解混合而成。
此外，本发明还公开了上述有机电化学晶体管在生物传感领域中的应用。
本发明中描述的质量浓度均为单位体积混合物中某组分的质量，其单位为g/mL。
本发明的有益效果主要体现在如下几方面：
1、本发明设计的纤维基PEDOT:PSS纳米花属于导电聚合物材料，其具备的三维空间结构，增加了电极材料的比表面积和导电性能。
2、本发明设计的纤维基PEDOT:PSS纳米花包括作为模板的柔性纤维、所述柔性纤维表面复合的氧化石墨烯薄膜层或十六烷基三甲基溴化铵薄膜层及由所述氧化石墨烯薄膜层或十六烷基三甲基溴化铵薄膜层诱导生成的PEDOT:PSS纳米花，其中，PEDOT:PSS纳米花可与多种纤维材料兼容，制备得到的具备三维空间结构的纤维基PEDOT:PSS纳米花，可用于制备有机电化学晶体管，且该有机电化学晶体管不同于多数的平面薄膜晶体管柔韧性差，其在抗机械外力等方面有着明显优势，此外，可在三维空间结构上增加反应活性位点，提高晶体管的检测灵敏性。
3、本发明设计的纤维基PEDOT:PSS纳米花除了可作为电化学晶体管电极材料嵌入织物或电子皮肤中作为生物传感器，如葡萄糖传感器、尿素传感器、离子传感器以及人体分泌物检测器等，因其具备优良的导电性能，还可用来制作微生物燃料电池及超级电容器电极材料等。
4、本发明设计的纤维基PEDOT:PSS纳米花的制备方法不仅工艺简单易行，而且制备目标物的重现性能也较好。
附图说明
图1a为芳纶纤维的扫描电子显微镜图；
图1b为芳纶纤维/氧化石墨烯的扫描电子显微镜图；
图1c为芳纶纤维/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花结构的扫描电子显微镜图；
图1d为图1c的放大花状结构的扫描电子显微镜图；
图2为芳纶纤维/十六烷基三甲基溴化铵/PEDOT:PSS纳米花结构的扫描电子显微镜图；
图3a为芳纶纤维/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花作为导电聚合物制备的有机电化学晶体管的输出曲线；
图3b为芳纶纤维/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花作为导电聚合物制备的有机电化学晶体管的转移曲线；
图4a为芳纶纤维/十六烷基三甲基溴化铵/PEDOT:PSS纳米花作为导电聚合物制备的有机电化学晶体管的输出曲线；
图4b为芳纶纤维/十六烷基三甲基溴化铵/PEDOT:PSS纳米花作为导电聚合物制备的有机电化学晶体管的转移曲线。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
将芳纶纤维单丝依次放入去离子水、无水乙醇、丙酮超声波清洗15min，保证前一步清洗干净，室温晾干后再进行下一步的清洗，最后一步丙酮超声清洗完成后，室温下晾干，保存备用，表面去污后的芳纶纤维如图1a所示；
将上一步清洗干净晾干后的芳纶纤维单丝，置于质量浓度为0.5％的氧化石墨烯水溶液中，摇床震荡2h，已达到最佳纤维表面处理效果，芳纶纤维在氧化石墨烯水溶液中完成表面处理后，取出，室温下晾干备用，其扫描电子显微镜图如图1b所示，由图1b可知，在芳纶纤维表面复合上了氧化石墨烯薄膜层；
将上述采用氧化石墨烯表面处理完后的芳纶纤维放入25mL、浓度为40mg/mL的聚对苯乙烯磺酸钠水溶液中，磁力搅拌，控制搅拌速度为700r/min，逐滴滴入0.5g 3,4-乙撑二氧噻吩，充分搅拌10min；继续逐滴滴加5mL、0.2g/mL的过硫酸铵水溶液，及5mL、0.4g/mL的三氯化铁水溶液，15min滴加完毕，滴加过程中上述溶液由无色透明逐渐变成深蓝色，当所有物质均滴加完全后，在25℃下，磁力搅拌12h，制备得到芳纶/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维，如图1c和1d可知，本实施例制备的芳纶/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维具备三维空间结构，其比表面积较高。
同时，本实施例还公开了采用上述芳纶/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维制备得到的有机电化学晶体管，所述有机电化学晶体管是由两束长度为10cm氧化石墨烯诱导PEDOT:PSS形成纳米花导电聚合物芳纶纤维和凝胶电解质节点组成，且图3a为源漏电极电流与源漏电极电压之间的输出曲线，图3b为源漏电极电流与栅电极电压之间的转移曲线，结合图3a和3b可知，栅压对输出电流的控制是明显的，当栅极电压Vg为-1V时，且漏端电压Vd为0.5V时，电流达到最大值1.9mA；且该器件有着良好的晶体管电流电压特性，开关电流比达到数量级约103以上。
实施例2
将氨纶纤维单丝依次放入去离子水、无水乙醇、丙酮超声波清洗15min，保证前一步清洗干净，室温晾干后再进行下一步的清洗，最后一步丙酮超声清洗完成后，室温下晾干，保存备用；
将上一步清洗干净晾干后的氨纶纤维单丝，置于质量浓度为0.8％的氧化石墨烯水溶液中，摇床震荡2h，已达到最佳纤维表面处理效果，氨纶纤维在氧化石墨烯水溶液中完成表面处理后，取出，室温下晾干备用；
将上述采用氧化石墨烯表面处理完后的氨纶纤维放入30mL、浓度为30mg/mL的聚对苯乙烯磺酸钠水溶液中，磁力搅拌，控制搅拌速度为600r/min，逐滴滴入0.4g 3,4-乙撑二氧噻吩，充分搅拌10min；继续逐滴滴加5mL、0.17g/mL的过硫酸钠水溶液，及5mL、0.35g/mL的九水硝酸铁水溶液，10min滴加完毕，滴加过程中上述溶液由无色透明逐渐变成深蓝色，当所有物质均滴加完全后，在25℃下，磁力搅拌12h，制备得到氨纶/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维。
同时，本实施例还公开了采用上述氨纶/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维制备得到的有机电化学晶体管。所述有机电化学晶体管为由两束长度为15cm氧化石墨烯诱导PEDOT:PSS形成纳米花导电聚合物氨纶纤维和凝胶电解质节点组成。
实施例3
将芳纶纤维单丝依次放入去离子水、无水乙醇、丙酮超声波清洗15min，保证前一步清洗干净，室温晾干后再进行下一步的清洗，最后一步丙酮超声清洗完成后，室温下晾干，保存备用；
将上一步清洗干净晾干后的芳纶纤维单丝，置于质量浓度为5％的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，摇床震荡2h，已达到最佳纤维表面处理效果，芳纶纤维在十六烷基三甲基溴化铵水溶液中完成表面处理后，取出，室温下晾干备用；
将上述采用十六烷基三甲基溴化铵表面处理完后的芳纶纤维放入30mL、浓度为25mg/mL的聚对苯乙烯磺酸钠水溶液中，磁力搅拌，控制搅拌速度为800r/min，逐滴滴入0.35g 3,4-乙撑二氧噻吩，充分搅拌10min；继续逐滴滴加5mL、0.15g/mL的过硫酸钾水溶液，及5mL、0.4g/mL的三氯化铁水溶液，13min滴加完毕，滴加过程中上述溶液由无色透明逐渐变成深蓝色，当所有物质均滴加完全后，在25℃下，磁力搅拌12h，制备得到芳纶/十六烷基三甲基溴化铵/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维，如图2可知，本实施例制备的芳纶/十六烷基三甲基溴化铵/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维具备三维空间结构，其比表面积较高。
同时，本实施例还公开了采用上述芳纶/十六烷基三甲基溴化铵/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维制备得到的有机电化学晶体管。所述有机电化学晶体管为由两束长度为10cm十六烷基三甲基溴化诱导PEDOT:PSS形成纳米花导电聚合物芳纶纤维和凝胶电解质节点组成。且图4a为源漏电极电流与源漏电极电压之间的输出曲线，图4b为源漏电极电流与栅电极电压之间的转移曲线，结合图4a和图4b可知，栅压对输出电流的控制是明显的，当栅极电压Vg为0V时，且漏端电压Vd为0.5V时，电流达到最大值1.3mA。且该器件有着良好的晶体管电流电压特性，开关电流比达到较高的数量级约103。
实施例4
将棉纤维单丝依次放入去离子水、无水乙醇、丙酮超声波清洗15min，保证前一步清洗干净，室温晾干后再进行下一步的清洗，最后一步丙酮超声清洗完成后，室温下晾干，保存备用；
将上一步清洗干净晾干后的棉纤维单丝，置于质量浓度为8％的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，摇床震荡2h，已达到最佳纤维表面处理效果，棉纤维在十六烷基三甲基溴化铵水溶液中完成表面处理后，取出，室温下晾干备用，其扫描电子显微镜图如图1b所示，由图1b可知，在棉纤维表面复合上了十六烷基三甲基溴化铵薄膜层；
将上述采用十六烷基三甲基溴化铵表面处理完后的棉纤维放入30mL、浓度为25mg/mL的聚对苯乙烯磺酸钠水溶液中，磁力搅拌，控制搅拌速度为900r/min，逐滴滴入0.35g 3,4-乙撑二氧噻吩，充分搅拌10min；继续逐滴滴加5mL、0.18g/mL的过硫酸铵水溶液，及5mL、0.4g/mL的硫酸铁水溶液，13min滴加完毕，滴加过程中上述溶液由无色透明逐渐变成深蓝色，当所有物质均滴加完全后，在25℃下，磁力搅拌12h，制备得到棉/十六烷基三甲基溴化铵/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维。
同时，本实施例还公开了采用上述棉/十六烷基三甲基溴化铵/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维制备得到的有机电化学晶体管。所述有机电化学晶体管为由两束长度为10cm十六烷基三甲基溴化诱导PEDOT:PSS形成纳米花导电聚合物棉纤维和凝胶电解质节点组成。
实施例5
将尼龙纤维单丝依次放入去离子水、无水乙醇、丙酮超声波清洗15min，保证前一步清洗干净，室温晾干后再进行下一步的清洗，最后一步丙酮超声清洗完成后，室温下晾干，保存备用；
将上一步清洗干净晾干后的尼龙纤维单丝，置于质量浓度为1％的氧化石墨烯水溶液中，摇床震荡2h，已达到最佳纤维表面处理效果，尼龙纤维在氧化石墨烯水溶液中完成表面处理后，取出，室温下晾干备用；
将上述采用氧化石墨烯表面处理完后的尼龙纤维放入30mL、浓度为35mg/mL的聚对苯乙烯磺酸钠水溶液中，磁力搅拌，控制搅拌速度为900r/min，逐滴滴入0.4g 3,4-乙撑二氧噻吩，充分搅拌10min；继续逐滴滴加5mL、0.25g/mL的过硫酸钠水溶液，及5mL、0.35g/mL的三氯化铁水溶液，14min滴加完毕，滴加过程中上述溶液由无色透明逐渐变成深蓝色，当所有物质均滴加完全后，在25℃下，磁力搅拌12h，制备得到尼龙/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维。
同时，本实施例还公开了采用上述尼龙/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维制备得到的有机电化学晶体管。所述有机电化学晶体管为由两束长度为13cm氧化石墨烯诱导PEDOT:PSS形成纳米花导电聚合物尼龙纤维和凝胶电解质节点组成。
实施例6
将蚕丝纤维单丝依次放入去离子水、无水乙醇、丙酮超声波清洗15min，保证前一步清洗干净，室温晾干后再进行下一步的清洗，最后一步丙酮超声清洗完成后，室温下晾干，保存备用；
将上一步清洗干净晾干后的蚕丝纤维单丝，置于质量浓度为0.7％的氧化石墨烯水溶液中，摇床震荡2h，已达到最佳纤维表面处理效果，蚕丝纤维在氧化石墨烯水溶液中完成表面处理后，取出，室温下晾干备用；
将上述采用氧化石墨烯表面处理完后的蚕丝纤维放入30mL、浓度为30mg/mL的聚对苯乙烯磺酸钠水溶液中，磁力搅拌，控制搅拌速度为1000r/min，逐滴滴入0.3g 3,4-乙撑二氧噻吩，充分搅拌10min；继续逐滴滴加4mL、0.2g/mL的过硫酸铵水溶液，及5mL、0.4g/mL的九水硝酸铁水溶液，12min滴加完毕，滴加过程中上述溶液由无色透明逐渐变成深蓝色，当所有物质均滴加完全后，在25℃下，磁力搅拌12h，制备得到蚕丝/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维。
同时，本实施例还公开了采用上述蚕丝/氧化石墨烯/PEDOT:PSS纳米花导电高分子纤维制备得到的有机电化学晶体管。所述有机电化学晶体管为由两束长度为10cm氧化石墨烯诱导PEDOT:PSS形成纳米花导电聚合物蚕丝纤维和凝胶电解质节点组成。
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种纤维基PEDOT:PSS纳米花的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)对纤维单丝进行表面去污处理，得到处理后的纤维单丝；
2)将步骤1)的所述处理后的纤维单丝置于氧化石墨烯水溶液或十六烷基三甲基溴化铵水溶液中反应完全，取出、干燥制备得到纤维/氧化石墨烯复合材料或纤维/十六烷基三甲基溴化铵复合材料；
3)将步骤2)的所述纤维/氧化石墨烯复合材料或纤维/十六烷基三甲基溴化铵复合材料置于对苯乙烯磺酸钠和3,4-乙撑二氧噻吩的混合水溶液中，搅拌混合均匀后，分别加入第一氧化剂和第二氧化剂，充分反应制备得到纤维基PEDOT:PSS纳米花。
2.根据权利要求1所述纤维基PEDOT:PSS纳米花的制备方法，其特征在于：所述步骤3)的具体反应过程为：将步骤2)的所述纤维/氧化石墨烯复合材料或纤维/十六烷基三甲基溴化铵复合材料置于质量浓度为2～4％的对苯乙烯磺酸钠和质量浓度为1～3％的3,4-乙撑二氧噻吩的混合水溶液中，控制温度为15～35℃，搅拌混合均匀后，逐滴滴加第一氧化剂水溶液和第二氧化剂水溶液，充分反应制备得到纤维基PEDOT:PSS纳米花。
3.根据权利要求2所述纤维基PEDOT:PSS纳米花的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述第一氧化剂水溶液为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠中至少一种的水溶液，所述第一氧化剂水溶液的质量浓度为3～5％；所述第二氧化剂水溶液为九水硝酸铁、氯化铁或硫酸铁中至少一种的水溶液，所述第二氧化剂水溶液的质量浓度为6～10％。
4.根据权利要求1或2或3所述纤维基PEDOT:PSS纳米花的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的具体反应过程为：将步骤1)的所述处理后的纤维单丝置于质量浓度为0.4～1.2％的氧化石墨烯水溶液中，振荡反应2～6h后取出室温干燥，即制备得到纤维/氧化石墨烯复合材料。
5.根据权利要求1或2或3所述纤维基PEDOT:PSS纳米花的制备方法，其特征在于：所述步骤2)的具体反应过程为：将步骤1)的所述处理后的纤维单丝置于质量浓度为4～8％的十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，振荡反应2～6h后取出室温干燥，即制备得到纤维/十六烷基三甲基溴化铵复合材料。
6.根据权利要求1或2或3所述纤维基PEDOT:PSS纳米花的制备方法，其特征在于：所述步骤1)的具体反应过程为：将纤维单丝依次放入去离子水、无水乙醇和丙酮中超声波清洗10～20min，且每步超声波清洗完后室温晾干再进行下一步的清洗，最后室温晾干，保存备用。
7.根据权利要求6所述纤维基PEDOT:PSS纳米花的制备方法，其特征在于：所述纤维单丝为长度10～20cm的线基材，所述线基材的材质为芳纶纤维、尼龙纤维、涤纶纤维、棉纤维、羊毛纤维或蚕丝纤维中的一种。
8.一种纤维基PEDOT:PSS纳米花，其特征在于：它为所述权利要求1的制备方法制备得到。
9.一种有机电化学晶体管，包括源极、漏极、与所述源极、漏极相交的栅极及所述源极、漏极与栅极的交点处的凝胶电解质，其特征在于：所述源极、漏极及栅极均为所述权利要求8的纤维基PEDOT:PSS纳米花制备得到。
10.一种权利要求9所述的有机电化学晶体管在生物传感领域中的应用。
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