CN110716364A - 基于蚕丝的可拉伸可透气的电子纸器件及制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供基于蚕丝的可拉伸可透气的电子纸器件及制备方法，涉及电子纸领域，该电子纸器件包括第一衬底、第一电极层、电泳介质层、第二电极层和第二衬底；第一电极层位于第一衬底上，第二电极层位于第二衬底上，电泳介质层设于第一电极层和第二电极层之间；第一电极层为导电纳米纤维层，第一衬底为丝素蛋白纤维衬底，导电纳米纤维层呈纳米纤维网络结构。在本技术方案中，由于导电纳米纤维相互之间良好接触，具有良好的导电性，且纳米纤维网络结构使得导电纳米纤维之间的间隙，从而具有良好的透气性，制备出具有良好透气性和可拉伸的电子纸器件，可应用于电子皮肤和智能服装等可穿戴设备，提高了智能电子产品的穿戴舒适度。

Description

基于蚕丝的可拉伸可透气的电子纸器件及制备方法

技术领域

本申请实施例涉及电子纸技术领域，尤其涉及一种基于蚕丝的可拉伸可透气的电子纸器件及制备方法。

背景技术

我们的生活离不开装饰，生活中遍布着各种各样的装饰品，从公园里的雕塑，外墙的装饰，特定场所的装饰、屋内的装饰画，桌上的小摆件等。我们的生活被各种服装包围。不同种类的装饰丰富了我们的生活，给我们带来了视觉上的享受。

目前，将电子纸应用于服装设计受到越来越多的艺术家的青睐。将多彩的电子纸应用在服装上，设计出色彩自动改变的可穿戴电子纸服装更能满足人们对于美和艺术的追求。然而，现在的柔性电子纸使用塑料衬底，塑料衬底几乎不透气，当将基于塑料衬底的电子纸制备在服装上时，由于不透气会大大影响穿着者的使用体验，使得穿着者不舒服。同时，虽然现有技术中的一些纸基衬底和布料衬底通过粗糙的表面增加了电子纸服装的透气性，然而，由于纸基衬底和布料衬底均不能拉伸，在使用过程中因拉伸而容易导致电子纸产品的损坏。

发明内容

基于此，本申请实施例提供一种基于蚕丝的可拉伸可透气的电子纸器件及制备方法，以提高电子纸器件的可拉伸性、透气性和舒适性。

第一方面，本申请实施例提供一种基于蚕丝的可拉伸可透气的电子纸器件，包括：第一衬底、第一电极层、电泳介质层、第二电极层以及第二衬底；所述第一电极层位于所述第一衬底上，所述第二电极层位于所述第二衬底上，所述电泳介质层设于所述第一电极层和所述第二电极层之间；

所述第一电极层为导电纳米纤维层，所述第一衬底为丝素蛋白纤维衬底，所述导电纳米纤维层呈纳米纤维网络结构。

在其中一实施例中，所述第一电极层和所述电泳介质层之间设有可拉伸粘结层；和/或，

所述第二电极层和所述电泳介质层之间设有可拉伸粘结层。

在其中一实施例中，所述电泳介质层包括可拉伸胶黏剂和微胶囊电子墨水，所述微胶囊电子墨水的微胶囊内包裹有电泳粒子。

在其中一实施例中，所述导电纳米纤维层中的导电材料为银、铂、金、铜、石墨烯、碳纳米管、氧化铟锡中的一种或多种。

在其中一实施例中，所述可拉伸粘结层为光学透明胶层。

在其中一实施例中，所述第二衬底为塑料基衬底或纤维基衬底。

第二方面，本申请实施例还提供一种可拉伸可透气的电子纸器件的制备方法，所述电子纸器件包括第一衬底、第一电极层、电泳介质层、第二电极层以及第二衬底，所述制备方法包括：

在一原始衬底上制备出高聚物纳米纤维网络后，将导电材料吸附于所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层，所述导电纳米纤维层作为第一电极层；

将所述导电纳米纤维层从所述原始衬底转移到丝素蛋白纤维衬底上，，所述丝素蛋白纤维衬底作为第一衬底；

在所述第二衬底之上形成第二电极层；

在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成一电泳介质层。

在其中一实施例中，所述在一原始衬底上制备出高聚物纳米纤维网络后，将导电材料吸附于所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层的步骤包括：

通过静电纺丝在一原始衬底上制备出高聚物纳米纤维网络，所述原始衬底为导电衬底；

将导电材料通过磁控溅射的方式吸附于所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层。

在其中一实施例中，所述在一原始衬底上制备出高聚物纳米纤维网络后，将导电材料覆盖在所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层的步骤包括：

通过静电纺丝在一原始衬底上制备出高聚物纳米纤维网络，所述原始衬底为导电衬底；

将所述高聚物纳米纤维网络浸泡在导电材料分散液中，以使得导电材料吸附于所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层。

在其中一实施例中，所述将所述导电纳米纤维层从所述原始衬底转移到丝素蛋白纤维衬底上的步骤，包括：

在所述导电纳米纤维层上均匀覆盖一可拉伸粘结层，以使得所述导电纳米纤维层和所述可拉伸粘结层紧密贴合；

通过所述可拉伸粘结层的粘性将所述导电纳米纤维层从所述原始衬底剥离，并将所述导电纳米纤维层覆盖在所述丝素蛋白纤维衬底上。

在其中一实施例中，在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成一电泳介质层的步骤包括：

在所述第一电极层的上方均匀涂覆微胶囊电子墨水，形成所述电泳介质层，将所述第二电极层覆盖在所述电泳介质层上；或，

在所述第二电极层的上方均匀涂覆微胶囊电子墨水，形成所述电泳介质层，将所述第一电极层覆盖在所述电泳介质层上。

在其中一实施例中，在所述第二衬底之上形成第二电极层的步骤包括：

在第二衬底上通过静电纺丝、磁控溅射、热蒸镀、旋涂、刮涂方式形成第二电极层，所述第二衬底为塑料基衬底或纤维基衬底。

第三方面，本申请实施例还提供一种电子纸显示设备，包括如第一方面所述的可拉伸可透气的电子纸器件或根据如第二方面所述的可拉伸可透气的电子纸器件的制备方法所得到的电子纸器件。

上述技术方案提供的基于蚕丝的可拉伸可透气的电子纸器件及制备方法，其至少包括以下有益效果：

可拉伸可透气的电子纸器件包括第一衬底、第一电极层、电泳介质层、第二电极层以及第二衬底；所述第一电极层为导电纳米纤维层，所述第一衬底为丝素蛋白纤维衬底，所述导电纳米纤维层呈纳米纤维网络结构，导电纳米纤维层中导电纳米纤维相互之间良好接触，具有良好的导电性；纳米纤维网络结构使得导电纳米纤维之间的间隙，使得导电纳米纤维层具有良好的透气性；丝素蛋白纤维衬底具有良好的可拉伸性、耐磨性和可降解性，使得该电子纸器件具有良好的透气性、可拉伸性、耐磨性和生物降解性，可应用于电子皮肤和智能服装等可穿戴设备，提高了智能电子产品的穿戴舒适度。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是一实施例提供的一种可拉伸可透气的电子纸器件的第一结构示意图；

图2是一实施例提供的一种可拉伸可透气的电子纸器件的第二结构示意图；

图3是一实施例提供的一种可拉伸可透气的电子纸器件的第三结构示意图；

图4是一实施例提供的一种可拉伸可透气的电子纸器件的制备方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将对本申请进行更全面的描述。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

需要说明的是，当元件/结构被称为“位于”或“设于”另一个元件/结构，它可以直接在另一个元件/结构上或者间接在该另一个元件/结构上。

还需要说明的是，本实施例中的上、下、左、右、上方、下方等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，在某些实施例中，方位用语只是用于表征不同元件/结构的相对位置关系，而不应该认为是具有限制作用的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

图1是一实施例提供的一种可拉伸可透气的电子纸器件的第一结构示意图。如图1所示，该电子纸器件包括：第一衬底110、第一电极层110、电泳介质层130、第二电极层120和第二衬底200；所述第一电极层110位于所述第一衬底100上，所述第二电极层120位于所述第二衬底200上，所述电泳介质层130设于所述第一电极层110和所述第二电极层120之间；所述第一电极层110为导电纳米纤维层，所述第一衬底100为丝素蛋白纤维衬底，所述导电纳米纤维层呈纳米纤维网络结构。

丝素蛋白，是一种天然高分子纤维蛋白。丝素本身具有良好的机械性能和理化性质，如良好的柔韧性和抗拉伸强度、透气透湿性、缓释性等，而且经过不同处理可以得到不同的形态，如纤维、溶液、粉、膜以及凝胶等。同时，丝素蛋白具有良好的生物降解性、生物相容性、拉伸性和耐磨性，并且无毒、无刺激，易加工成各种形态，如膜、纤维、凝胶、三维海绵支架等。丝素蛋白具有在波长400～700nm的可见光范围内透光率高达90％，同时具有良好的透光性。

导电纳米纤维层呈纳米纤维网络结构，导电纳米纤维层是由表面粘附有导电材料的呈网络状分布的纳米纤维组合而成的导电膜层，各导电纳米纤维相互交错连接。导电纳米纤维层以纳米纤维网络为骨架，利用与导电材料之间的整合作用，将导电材料牢固地附着在纳米纤维网络的表面。导电纳米纤维层中导电纳米纤维相互之间良好接触，具有良好的导电性。纳米纤维网络结构使得导电纳米纤维之间具有间隙，从而使得导电纳米纤维层，即第一电极层具有良好的透气性。同时，由于丝素蛋白纤维衬底具有良好的生物降解性、生物相容性、透光性和机械性能，使得电子纸器件也具有良好的生物降解性、生物相容性、透光性和机械性能。

第一电极层和第二电极层至少一者为导电纳米纤维层，在实施例中，为了便于阐述，将第一电极层设定为导电纳米纤维层，当前也可以将第二电极层设定为导电纳米纤维层，或者将第一电极层和第二电极层均为导电纳米纤维层。同时，将导电纳米纤维层设置在丝素蛋白纤维衬底上，使得基于丝素蛋白纤维衬底的导电纳米纤维层具有更好的可拉伸性和可透气性。将丝素蛋白纤维衬底和导电纳米纤维层所在一侧粘附在人体皮肤，使得电子纸器件和人体皮肤之间具有间隙，增加将电子纸器件穿戴在人体上的透气性和舒适性。

电泳介质层包括多个透明的微胶囊，各透明微胶囊包覆悬浮液电解质和分散在悬浮液电解质中的至少两种颜色的带电墨水颗粒，该带电墨水颗粒为电泳粒子。在外加电场的作用下，带电墨色颗粒发生电泳运行，通过反射使得电子纸显示出不同颗粒的颜色。电泳材料层中含有至少两种颜色的电泳粒子使得电子纸呈现出至少两个颜色。如果电泳材料层中的颜色粒子种类越多，则色彩越丰富，可穿戴电子纸的视觉效果更佳。

本实施例提供的一种可拉伸可透气的电子纸器件，由于丝素蛋白纤维衬底的物理和化学性质，使得该电子纸器件具有良好的透气性、可拉伸性、耐磨性、透光性，由于导电纳米纤维层的纤维状网络结构，使得电子纸器件具有良好的导电性和透气性，解决了现有技术中基于塑料基衬底的电子纸服装透气性差，纤维基衬底，如纸基纤维衬底和纺织纤维基衬底不可拉伸等技术问题，容易因拉扯而损害，制备出具有良好透气性和可拉伸的电子纸显示装置，提高了智能电子产品的穿戴舒适度。

在其中一个实施例中，图2是一实施例提供的一种可拉伸可透气的电子纸器件的第二结构示意图。如图2所示，所述第一电极层和所述电泳介质层之间设有可拉伸粘结层；和/或，所述第二电极层和所述电泳介质层之间设有可拉伸粘结层。

第一电极层110与电泳介质层130之间加入第一可拉伸粘结层140。由于第一可拉伸粘结层140拥有巨大的剪切作用，使得第一电极层110上的应力不会完全转移到电泳介质层140上，提高电子纸显示装置的耐拉伸性。

在另一个实施例中，在第二电极层120与电泳介质层130之间加入第二可拉伸粘结层150。由于第二可拉伸粘结层150拥有巨大的剪切作用，使得第二电极层120上的应力不会完全转移到电泳介质层130上，提高电子纸显示装置的耐拉伸性。

需要说明的是，电子纸显示装置可以是第一电极层和电泳介质层，或第二电极层和电泳介质层之间有一层可拉伸粘结层。图3是一实施例提供的一种基于可拉伸可透气的电子纸器件的第三结构示意图，如图3所示，第一电极层和电泳介质层以及第二电极层和电泳介质层之间均有可拉伸粘结层，进一步提升电子纸器件的可拉伸性。

在其中一个实施例中，所述电泳介质层包括可拉伸胶黏剂和微胶囊电子墨水，所述微胶囊电子墨水的微胶囊内包裹有电泳粒子。

可拉伸胶黏剂一般由几种材料组成，常以富有黏性的合成树脂或弹性体作为它的基体材料，根据不同需要添加一定的固化剂、增塑剂、稀释剂等配制而成，从而具有可拉伸性质。可拉伸胶黏剂还具有较小的杨氏模量，使其有较好的拉伸性能，还具有高光透过率，从而不影响微胶囊中电泳粒子的颜色显示。可拉伸胶黏剂包括丙烯酸树脂。丙烯酸树脂是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合物的总称。丙烯酸树脂具有可拉伸性。在一实施例中，若微胶囊中的囊壁材料为阿拉伯树胶，则可拉伸胶黏剂可以采用丙烯酸树脂体系的可拉伸光学透明胶，光学透明胶具有良好的拉伸性能，且具有高光透过率。凝固后的可拉伸胶黏剂是具有柔韧性、可拉伸性和一定粘性的固体。微胶囊电子墨水包括微胶囊的囊壁以及包裹在微胶囊壁内的分散液及电泳粒子。电泳粒子为颜料粒子，可以为彩色颜料粒子，也可以是黑白颜料粒子，悬浮在分散液中。可拉伸性质胶黏剂不能与微胶囊的囊壁发生化学反应而破坏微胶囊的结构。

在实施例中，微胶囊电子墨水混合设置于可拉伸胶黏剂中。为了达到更好的显示效果，微胶囊电子墨水应均匀混合在可拉伸胶黏剂中。不同微胶囊电子墨水中的电泳粒子的颜色对不同。颜色对是指两个颜色构成一个组合，如红白颜色对是指红色和白色，蓝白颜色对是指蓝色和白色。

在其中一个实施例中，所述导电纳米纤维层中的导电材料为银、铂、金、铜、石墨烯、碳纳米管、氧化铟锡、聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)中的一种或多种。

示例性的，导电纳米纤维层中的导电材料可以为银纳米线，银纳米线具有导电性高、透光性强、可适用于柔性拉伸弯折等场景。在本实施例中，通过溶液态的方式，如刮涂、旋涂、提拉法等方式，将银纳米线吸附在纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层，操作简单成本低。

图4是一实施例提供的一种可拉伸可透气的电子纸器件的制备方法的流程图，如图4所示，该制备方法可以包括以下步骤：

S110、在一原始衬底上制备出高聚物纳米纤维网络后，将导电材料吸附于所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层。

其中，导电纳米纤维层为第一电极层。

示例性的，原始衬底可以是表面覆盖有导电材料的玻璃衬底、塑料衬底等导电衬底。在原始衬底上通过溶液态制程，如干法纺丝、湿法纺丝、静电纺丝等方式，形成高聚物纳米纤维网络。通过磁控溅射、热蒸镀等真空制程方式，或通过浸泡、旋涂、刮涂、喷墨打印等溶液态制程方法，将导电材料吸附在高聚物纳米纤维网络上，从而形成以高聚物纳米纤维网络为骨架，导电材料为导电介质的导电纳米纤维层。本实施例提供的导电纳米纤维层由于纳米纤维网络中各纤维交错的连接关系，使得吸附有导电材料的导电纳米纤维层因电阻率更低而具有更好的导电性。

S120、将所述导电纳米纤维层从所述原始衬底转移到丝素蛋白纤维衬底上，所述丝素蛋白纤维衬底为第一衬底。

丝素蛋白纤维具有良好的可拉伸性和透光性。将导电纳米纤维层通过物理剥离等技术从原始衬底转移到丝素蛋白纤维衬底上，使得第一电极层具有良好的导电性、透气性、可拉伸性和生物降解性。

S130、在第二衬底之上形成第二电极层。

在第二衬底之上通过磁控溅射、热蒸镀等真空制程方式，或刮涂、旋涂、喷墨打印等溶液态制程方式形成第二电极层。在一实施例中，第二衬底可以与第一衬底相同，第二电极层的材料可以与第一电极层的材料相同，也可以通过与在第一衬底之上形成第二电极层的方式制备出第二电极层。

S140、在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成一电泳介质层。

具体的，可以将制备好的电泳介质层设置在第一电极层和第二电极层之间，也可以在第一电极层的上方形成一电泳介质层，或在第二电极层的上方形成一电泳介质层，以使得电泳介质层形成于第一电极层和第二电极层之间。通过在电泳介质层两侧的第一电极层和第二电极层上施加电压，驱动电泳介质层上的电泳粒子发生运行，实现显示效果。

本实施例提供的基于可拉伸可透气的电子纸器件的制备方法，通过先制备出高聚物纳米纤维网络后，将导电材料粘附在高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层，将导电纳米纤维层转移到丝素蛋白纤维衬底上，使得制备出来的电子纸器件具备良好的透气性和可拉伸性，增加可穿戴的舒适性。

在其中一个实施例中，步骤S110在一原始衬底上制备出高聚物纳米纤维网络后，将导电材料吸附于所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层，可以包括以下步骤：

S1101、通过静电纺丝在一导电衬底上制备出高聚物纳米纤维网络。

其中，导电衬底为静电纺丝的接收衬底。将高聚物材料溶解在有机溶剂，得到高聚物溶液。调节静电纺丝装置的电压、功率等参数，将高聚物溶液通过静电纺丝的方式以纳米纤维状喷出，到达导电衬底。一定量的高聚物纳米纤维在该导电衬底上堆叠形成高聚物纳米纤维网络。通过静电纺丝得到长的高聚物纳米纤维，使得高聚物纳米纤维能够更好地接触。在一实施例中，采用静电纺丝的方式将浓度为10wt％的PVA高聚物溶液在正电压为15KV，负电压为1.2KV的环境下喷向距离喷头12cm的导电衬底上，得到PVA高聚物纳米纤维网络。

S1102、将导电材料通过磁控溅射的方式吸附于所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层。

通过磁控溅射的方式将导电材料溅射到高聚物纳米纤维网络上，导电材料粘附在高聚物纳米纤维网络上形成导电纳米纤维层。由于高聚物纳米纤维呈网络结构分布，使得导电纳米纤维层的方块电阻小，导电性能更好。

在另一个实施例中，步骤S110在一衬底上制备出高聚物纳米纤维网络后，将导电材料覆盖在所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层可以包括以下步骤：

S1103、通过静电纺丝在一导电衬底上制备出高聚物纳米纤维网络。

S1104、将所述高聚物纳米纤维网络浸泡在导电材料分散液中，以使得导电材料粘附在所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维。

导电材料分散液可以是纳米银线、纳米铜线、纳米金线、和PEDOT:PSS分散液等。将高聚物纳米纤维网络浸泡在导电材料分散剂中，经静置、振荡、搅拌等操作，以使得导电材料粘附在高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维，进而形成导电纳米纤维层。在一些实施例中，导电纳米分散液中导电材料的浓度影响导电材料粘附在高聚物纳米纤维网络上的数量，当导电材料的浓度越高，粘附在高聚物纳米纤维网络上的导电材料越多，导电纳米纤维层的导电性更高。在一些实施例中，导电纳米分散液中还可以包括粘附剂，以使得导电材料更容易粘附在高聚物纳米纤维网络上，使得导电纳米纤维层的导电性更好。

在其中一个实施例中，S120、所述将所述导电纳米纤维层从所述原始衬底转移到丝素蛋白纤维衬底上的步骤，包括：

S1201、在所述导电纳米纤维层上均匀覆盖一可拉伸粘结层，以使得所述导电纳米纤维层和所述可拉伸粘结层紧密贴合。

在一实施例中，在导电纳米纤维层上均匀覆盖可拉伸粘结剂，以在导电纳米纤维层上形成一可拉伸粘结层，此时导电纳米纤维层和可拉伸粘结层紧密贴合。在另一实施例中，在导电纳米纤维层上均匀覆盖一层预先制备好的可拉伸粘结层，通过机械压合等方式，以将导电纳米纤维层和可拉伸粘结层紧密贴合。

S1202、通过所述可拉伸粘结层的粘性将所述导电纳米纤维层从所述原始衬底剥离，并将所述导电纳米纤维层吸附于所述丝素蛋白纤维衬底上。

由于可拉伸粘结层和导电纳米纤维层紧密贴合，通过可拉伸粘结层带动导电纳米纤维层从衬底上剥离出来。在一实施例中，对衬底进行预处理，以便于更容易将导电纳米纤维层从衬底上剥离出来。将剥离出来的可拉伸粘结层/导电纳米纤维层覆盖在预先制备好的丝素蛋白膜上，其中，导电纳米纤维层和丝素蛋白层相贴合。

在其中一个实施例中，S130、在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成一电泳介质层的步骤包括：

在所述第一电极层的上方均匀涂覆微胶囊电子墨水，形成电泳介质层，在所述电泳介质层上形成第二电极层；或，

在所述第二电极层的上方均匀涂覆微胶囊电子墨水，形成电泳介质层，将所述第一电极层覆盖在所述电泳介质层上。

在一实施例中，将预先配置好的微胶囊电子墨水按照设定的涂布规则均匀涂覆在第一电极层上，形成电泳介质层，再在电泳介质层上形成第二电极层。在另一实施例中，将预先配置好的微胶囊电子墨水按照设定的涂布规则均匀涂覆在第二电极层上，形成电泳介质层，再将第一电极层覆盖在电泳介质层上。其中，预设配置好的微胶囊电子墨水可以是彩色微胶囊电子墨水或黑白微胶囊电子墨水，设定的涂布规则可以是按照设定的图案、涂布顺序和厚度等进行涂覆。

进一步的，在第二衬底上通过静电纺丝、磁控溅射、热蒸镀、旋涂、刮涂方式形成第二电极层，所述第二衬底为塑料基衬底或纤维基衬底。

本实施例还提供了一种丝素蛋白膜的做法，如下步骤所示：

S1，制备丝素蛋白溶液；本实施例首先将7.5g桑蚕茧剪碎，在1L含碳酸氢钠7.5g的溶液中煮沸30min，然后用蒸馏水漂洗，前面步骤反复三次，再将丝素纤维置于60℃的烘箱中烘干。将14g丝素纤维溶解在98ml LiBr中得到丝素蛋白溶液。

S2，将丝素蛋白溶液、改性剂(聚合物和/或天然高分子化合物)和塑化剂(甘油)混合，得到混合液，将混合液浇筑在基板表面，固化得到预制复合膜；其中，所述混合液中丝素蛋白与改性剂的质量比为1～9：1，改性剂选自聚合物、天然高分子化合物或二者的混合物。其中所述塑化剂其在所述混合液中的质量分数为1％～5％；S3，将预制复合膜在蒸汽处理后得到丝素蛋白复合膜，将丝素蛋白复合膜作为丝素蛋白纤维衬底使用。

本实施例还提供了另一种丝素蛋白膜的制程方式，如下所示：

采用纤维素管(分子量截止为3500da)对去离子水透析几天，每间隔3小时更换去离子水。丝素蛋白溶液被稀释到64毫克mL-1，然后进行下一步处理。之后采用溶液浇铸法制备丝素蛋白薄膜。

首先，在稀释后的丝素蛋白溶液中以2滴/ml剂量添加甘油作为增塑剂，以改善薄膜的成形性。然后，将4ml的混合溶液浸泡在超声波清洗剂中5min，接着，将其浇铸在玻璃片上(5cm x 5cm)，在30℃、50％的相对湿度下干燥12h，然后用水蒸气退火处理得到的薄膜。将丝素蛋白复合膜作为丝素蛋白纤维衬底使用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于蚕丝的可拉伸可透气的电子纸器件，其特征在于，包括：第一衬底、第一电极层、电泳介质层、第二电极层以及第二衬底；所述第一电极层位于所述第一衬底上，所述第二电极层位于所述第二衬底上，所述电泳介质层设于所述第一电极层和所述第二电极层之间；

所述第一电极层为导电纳米纤维层，所述第一衬底为丝素蛋白纤维衬底，所述导电纳米纤维层呈纳米纤维网络结构。

2.根据权利要求1所述的电子纸器件，其特征在于，所述第一电极层和所述电泳介质层之间，以及所述第二电极层和所述电泳介质层之间至少一者设有可拉伸粘结层。

3.根据权利要求1所述的电子纸器件，其特征在于，所述电泳介质层包括可拉伸胶黏剂和微胶囊电子墨水，所述微胶囊电子墨水的微胶囊内包裹有电泳粒子。

4.根据权利要求2所述的电子纸器件，其特征在于，所述可拉伸粘结层为光学透明胶层。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电子纸器件，其特征在于，所述第二衬底为塑料衬底或纤维基衬底。

6.一种基于蚕丝的可拉伸可透气的电子纸器件的制备方法，其特征在于，所述电子纸器件包括第一衬底、第一电极层、电泳介质层、第二电极层以及第二衬底，所述制备方法包括：

在一原始衬底上制备出高聚物纳米纤维网络后，将导电材料吸附于所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层，所述导电纳米纤维层为第一电极层；

将所述导电纳米纤维层从所述原始衬底转移到丝素蛋白纤维衬底上，所述丝素蛋白纤维衬底为第一衬底；

在所述第二衬底之上形成第二电极层，在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成一电泳介质层。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述在一原始衬底上制备出高聚物纳米纤维网络后，将导电材料吸附于所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层的步骤包括：

通过静电纺丝在一原始衬底上制备出高聚物纳米纤维网络，所述原始衬底为导电衬底；将导电材料通过磁控溅射的方式吸附于所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层；或，

通过静电纺丝在一原始衬底上制备出高聚物纳米纤维网络，所述原始衬底为导电衬底；将所述高聚物纳米纤维网络浸泡在导电材料分散液中，以使得导电材料吸附于所述高聚物纳米纤维网络上，形成导电纳米纤维层。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述将所述导电纳米纤维层从所述原始衬底转移到丝素蛋白纤维衬底上的步骤，包括：

在所述导电纳米纤维层上均匀覆盖一可拉伸粘结层，以使得所述导电纳米纤维层和所述可拉伸粘结层紧密贴合；

通过所述可拉伸粘结层的粘性将所述导电纳米纤维层从所述原始衬底剥离，并将所述导电纳米纤维层覆盖在所述丝素蛋白纤维衬底上。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述第二衬底之上形成第二电极层，在所述第一电极层和所述第二电极层之间形成一电泳介质层的步骤包括：

在第二衬底上通过静电纺丝、磁控溅射、热蒸镀、旋涂或刮涂方式形成第二电极层，所述第二衬底为塑料基衬底或纤维基衬底；

在所述第一电极层的上方均匀涂覆微胶囊电子墨水，形成所述电泳介质层，将所述第二电极层覆盖在所述电泳介质层上；或，

在所述第二电极层的上方均匀涂覆微胶囊电子墨水，形成所述电泳介质层，将所述第一电极层覆盖在所述电泳介质层上。

10.一种电子纸显示设备，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的基于蚕丝的可拉伸可透气的电子纸器件或根据如权利要求6至9任一项所述的基于蚕丝的可拉伸可透气的电子纸器件的制备方法所得到的电子纸器件。

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