CN111423739A - 一种可拉伸的柔性相变复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可拉伸的柔性相变复合材料及其制备方法与应用,包括:可拉伸聚合物框架,以及分散在其中的相变材料;可拉伸聚合物框架的分子间作用力较弱,加上其长链结构使其具备良好的拉伸性能;而其负载的相变材料尺寸较小,避免了相变材料直接以薄膜形态聚集而形成过多的共价键,脆性较低,具有更好的柔性性能,故该柔性相变复合材料的柔性效果较好。另外,相变材料在外界激励作用下,可在晶态和非晶态之间转变,具有稳定的相变特性;故该柔性相变复合材料,在一定形变、多次循环作用下能够保持优异的力学、光学、电学性质,可用于柔性可拉伸相变显示器、柔性相变存储器以及可穿戴电子设备等领域。

Description

一种可拉伸的柔性相变复合材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于相变材料领域,更具体地,涉及一种可拉伸的柔性相变复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
随着光电器件的不断发展,人们对可穿戴设备的要求越来越高。目前的可穿戴式设备难以适应人体表面的柔韧性,舒适度较差,故可穿戴式设备对柔性的、可弯曲的,甚至是可拉伸的内部元器件,如存储器件、显示器件提出了更高的要求,因此,研究一种可拉伸的柔性相变复合材料存在重要的意义。
现有的相变材料薄膜制备通常采用磁控溅射的物理气相沉积方式,当相变材料沉积在柔性衬底表面时,由于相变材料本身的高杨氏模量(20-30Gpa),在承受一定的拉伸率时会出现显微裂纹。这样的半导体薄膜应用在柔性的光电器件中会造成器件连接的断路以及设备性能不稳定,甚至失去功能。而现有技术解决相变材料的柔性问题的方法之一是通过释放基体所承受的预拉变形使相变材料薄膜发生屈曲,变为连续波纹形状,实现了脆性的相变薄膜在不改变其电学性能的情况下,整个电子器件结构具有柔性和延展性,可以承受弯曲和拉伸变形。但是由于磁控溅射制备的相变材料薄膜原子以共价键结合,共价键强度高,能量大,不易断裂,相变材料内部结构稳定,位错的滑移非常困难,从而导致现有的相变材料薄膜的脆性过大,在承受20%以上的变形量时依然会产生显微裂纹,采用屈曲的方式提高相变材料的柔性效果不理想,难以满足柔性光电器件的需求。
发明内容
本发明提供一种可拉伸的柔性相变复合材料及其制备方法与应用,用于解决的现有相变复合材料由于内部结构稳定,位错的滑移非常困难而导致的柔性效果较差的技术问题。
为了实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种可拉伸的柔性相变复合材料,包括:可拉伸聚合物框架,以及分散在可拉伸聚合物框架中的相变材料;
其中,可拉伸聚合物框架为长链结构;
相变材料在外界激励作用下,在晶态和非晶态之间进行可逆转换。
进一步优选地,相变材料为相变材料纳米晶颗粒或者相变材料纳米线或者相变材料粉末。
进一步优选地,上述可拉伸聚合物框架是有机可拉伸聚合物框架或者无机可拉伸聚合物框架,或者二者的混合物。
进一步优选地,上述可拉伸聚合物框架的材料包括:塑料、胶乳、橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、环氧聚合物、乙烯基酯、水相聚合物聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅聚合物、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
进一步优选地,上述相变材料包括:GeTe、SbTe、BiTe、InSb、InSe、GeSb、SbSe、GaSb、GeSbTe、AgInSbTe、InSbTe、AgSbTe、SiTe、SnTe、SnSb中的一种或多种;其中,各相变材料的原子百分比可调。
进一步优选地,上述相变材料还包含至少一种掺杂剂。
进一步优选地,可拉伸的柔性相变复合材料的杨氏模量小于5GPa。
进一步优选地,上述相变材料在温度调控、激光刺激或电学操作下,在晶态和非晶态之间转变,在该转变过程中,其电阻、折射率以及消光系数发生变化,可拉伸的柔性相变复合材料的电阻、折射率以及消光系数也相应的发生变化。
第二方面,本发明提出了一种可拉伸的柔性相变复合材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、制备相变材料;
S2、将所得相变材料与可拉伸聚合物框架合成,得到可拉伸的柔性相变复合材料;具体为:用无水乙醇将所得相变材料分散,得到相变材料胶体;将可拉伸聚合物框架的前驱体与所得相变材料胶体充分混合,无水乙醇充分挥发后,再加入可拉伸聚合物固化剂,充分混合均匀,放入模具中;其中,可拉伸聚合物框架的前驱体和固化剂的比例为12:1~8:1;最后对模具抽真空后加热到50~120℃,并在该温度下反应固化1~5h,得到上述的可拉伸的柔性相变复合材料。
进一步优选地,当相变材料为相变材料纳米晶颗粒时,制备相变材料的方法,包括:
制备得到非晶态的相变材料薄膜,将相变材料薄膜从衬底上剥离,并打磨成相变材料粉末,放入球磨机中制备出相变材料纳米晶颗粒,其中,相变材料纳米晶颗粒的粒径小于相变材料粉末的粒径。
第三方面,本发明提出了一种柔性可拉伸相变显示器,其材料包括本发明第一方面所提出的可拉伸的柔性相变复合材料。
第四方面,本发明提出了一种柔性相变存储器,其材料包括本发明第一方面所提出的可拉伸的柔性相变复合材料。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案,能够取得以下有益效果:
1、本发明提出了一种可拉伸的柔性相变复合材料,包括可拉伸聚合物框架,以及分散在可拉伸聚合物框架中的相变材料,其中,可拉伸聚合物框架的分子间作用力主要是色散力,相互作用较弱,加上其长链结构使其具备良好的拉伸性能;而其负载的相变材料的尺度较小,避免了相变材料直接以薄膜形态聚集而形成过多的共价键,脆性较低,故相比于传统的相变材料薄膜具有更好的柔性性能,本发明所提出的柔性相变复合材料的柔性效果较好。
2、在本发明所提出的可拉伸的柔性相变复合材料中,可拉伸聚合物框架为长链结构,且分子间的相互作用力较弱,拉伸性能良好,相变材料在温度调控、激光刺激或电学操作下,可在晶态和非晶态之间转变,在该转变过程中,其电阻、折射率以及消光系数也相应的发生变化,具有稳定的相变特性。利用相变材料在折射率、消光系数上的变化使可拉伸的柔性相变复合材料可以通过外界激励调控光的透射率;相变材料电阻的变化使可拉伸的柔性相变复合材料亦存在相变前后的电阻差异,从而可以制成柔性的电阻式存储器;故本发明所提供的柔性相变复合材料,在一定形变、多次循环作用下依然能够保持优异的力学、光学、电学性质,可用于柔性可拉伸相变显示器、柔性相变存储器以及可穿戴电子设备等领域。
3、本发明提出了一种可拉伸的柔性相变复合材料的制备方法,该制备方法以可拉伸聚合物为原料,添加功能性相变材料,将相变材料固有的高杨氏模量进行改性,通过无水乙醇分散相变材料,制备相变材料胶体,提升可拉伸的柔性相变复合材料的均一性。通过磁力搅拌处理可使得可拉伸聚合物框架的前驱体和固化剂连同相变材料胶体混合均匀,有利于提升可拉伸的柔性相变复合材料整体致密度及均匀性;该制备方法相比传统的气相沉积制备的相变材料薄膜的制备方法,制备出的材料具有优良的柔性性能,且附加的工艺简单,成本低,无毒无害。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种可拉伸的柔性相变复合材料结构示意图;
图2为本发明实施例2提供的一种可拉伸的柔性相变复合材料结构示意图;
图3为本发明实施例3提供的PDMS基可拉伸的柔性相变复合材料的具体制备方法流程图;
图4为采用本发明实施例3提供的可拉伸的柔性相变复合材料的制备方法制备所得的复合材料的实际效果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
第一方面,本发明提供了一种可拉伸的柔性相变复合材料,包括:可拉伸聚合物框架,以及分散在可拉伸聚合物框架中的相变材料;
其中,可拉伸聚合物框架为长链结构;
相变材料在外界激励作用下,在晶态和非晶态之间进行可逆转换。
优选地,相变材料为相变材料纳米晶颗粒或者相变材料纳米线或者相变材料粉末。
为了清楚的描述本发明所提出的可拉伸的柔性相变复合材料,下面结合实施例进行详述:
实施例1、
一种可拉伸的柔性相变复合材料,如图1所示,包括:可拉伸聚合物框架1,以及分散在可拉伸聚合物框架1中的相变材料纳米晶颗粒2;其中,可拉伸聚合物框架1为长链结构,且分子间的相互作用力较弱;相变材料纳米晶颗粒2在外界激励作用下,在晶态和非晶态之间进行可逆转换。具体的,可拉伸聚合物框架1的分子间作用力主要是色散力,相互作用较弱,加上其长链结构使其具备良好的拉伸性能;而其负载的相变材料纳米晶颗粒尺寸较小,避免了相变材料直接以薄膜形态聚集而形成过多的共价键,脆性较低,相比于传统的相变材料薄膜具有更好的柔性性能。
本实施例中,可拉伸聚合物框架1中聚合物材料的高分子框架形成的多孔结构,用于负载分散的相变材料纳米晶颗粒2。
优选地,所述可拉伸聚合物框架是有机可拉伸聚合物框架或者无机可拉伸聚合物框架,或者二者的混合物。
优选地,可拉伸聚合物框架的材料包括:塑料、胶乳、橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、环氧聚合物、乙烯基酯、水相聚合物聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅聚合物、聚二甲基硅氧烷(PDMS,polydimethylsiloxane)中的一种或多种;其中。二氧化硅聚合物包括:硅氧烷、聚氮化硫、聚硅烷或聚锗烷。由于PDMS杨氏模量为5Mpa,弹性性能优良,能最大限度的降低相变复合材料的杨氏模量,且PDMS可以是透明的,将其应用在显示器件上可以提高光传输能力,故本实施例中,选择聚二甲基硅氧烷作为可拉伸聚合物框架的材料。
优选地,上述相变材料纳米晶颗粒包括:GeTe、SbTe、BiTe、InSb、InSe、GeSb、SbSe、GaSb、GeSbTe、AgInSbTe、InSbTe、AgSbTe、SiTe、SnTe、SnSb中的一种或多种;其中,各相变材料的原子百分比可调。由于相同厚度下Sb2Te3在相变前后发生的透射率变化最大,且Sb2Te3的相变温度较低,转变所需要的电压或激光的幅值低、脉宽窄,故本实施例中,相变材料纳米晶颗粒为Sb2Te3。优选地,相变材料纳米晶颗粒还包含至少一种掺杂剂,如C、N。
本实施例提供了一种可拉伸的柔性相变复合材料,其杨氏模量小于5GPa。上述相变材料纳米晶颗粒在温度调控、激光刺激或电学操作下,在晶态和非晶态之间转变,在该转变过程中,其电阻、折射率以及消光系数发生变化,可拉伸的柔性相变复合材料的电阻、折射率以及消光系数也相应的发生变化。具体的,利用相变材料纳米晶颗粒在折射率、消光系数上的变化使可拉伸的柔性相变复合材料可以通过外界激励调控光的透射率;相变材料纳米晶颗粒电阻的变化使可拉伸的柔性相变复合材料亦存在相变前后的电阻差异,从而可以制成柔性的电阻式存储器;故本发明所提供的柔性相变复合材料,在一定形变、多次循环作用下依然保持优异的力学、光学、电学性质,可用于柔性可拉伸相变显示器、柔性相变存储器及可穿戴电子设备等领域。
实施例2、
一种可拉伸的柔性相变复合材料,如图2所示,包括:可拉伸聚合物框架1,以及分散在可拉伸聚合物框架1中的相变材料纳米线3;其中,可拉伸聚合物框架1为长链结构,且分子间的相互作用力较弱;相变材料纳米线3在外界激励作用下,在晶态和非晶态之间进行可逆转换。本实施例中可拉伸的柔性相变复合材料的杨氏模量小于1GPa。具体的描述与实施例1相同,这里不再赘述。
第二方面,本发明提出了一种可拉伸的柔性相变复合材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、制备相变材料;
S2、将所得相变材料与可拉伸聚合物框架合成,得到可拉伸的柔性相变复合材料;具体为:用无水乙醇将所得相变材料纳米晶颗粒分散,得到相变材料胶体;将可拉伸聚合物框架的前驱体与所得相变材料胶体充分混合,无水乙醇充分挥发后,再加入可拉伸聚合物固化剂,充分混合均匀,放入模具中;其中,可拉伸聚合物框架的前驱体和固化剂的比例为12:1~8:1;最后对模具抽真空后加热到50~120℃,并在该温度下反应固化1~5h,得到上述的可拉伸的柔性相变复合材料。
为了清楚的描述本发明所提出的可拉伸的柔性相变复合材料的制备方法,下面结合实施例进行详述:
实施例3、
一种可拉伸的柔性相变复合材料的制备方法,具体的,本实施例中,可拉伸的柔性相变复合材料中的相变材料为相变材料纳米晶颗粒,具体为Sb2Te3;可拉伸的柔性相变复合材料中的可拉伸聚合物框架的材料为PDMS。具体的,一种采用PDMS框架结构负载Sb2Te3形成的可拉伸的柔性相变复合材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、相变材料纳米晶颗粒制备:
制备得到非晶态的相变材料薄膜,将相变材料薄膜从衬底上剥离,并打磨成相变材料粉末,放入球磨机中制备出相变材料纳米晶颗粒,其中,相变材料纳米晶颗粒的粒径小于相变材料粉末的粒径;具体的,在本实施例中,用磁控溅射制备相变材料薄膜的方法得到非晶态的相变材料薄膜,具体为:取玻璃衬底,利用磁控溅射制备相变材料薄膜,其中,溅射功率为40W,溅射厚度为1μm。
S2、可拉伸的柔性相变复合材料的合成,具体的,本实施例中,可拉伸的柔性相变复合材料为PDMS基可拉伸的柔性相变复合材料,其中,PDMS采用包尔得公司生产的Sylgard184前驱体和固化剂按10比1的比例,在一定温度条件下固化成型。如图3所示,PDMS基可拉伸的柔性相变复合材料的具体制备方法如下:
S21、用无水乙醇将所得相变材料纳米晶颗粒分散,得到相变材料胶体;具体的,在本实施例中,先取75mg相变材料纳米晶颗粒置入烧杯中,倒入少量的无水乙醇,将烧杯放入超声波清洗机中超声分散10分钟,得到相变材料胶体,该相变材料胶体能充分均匀地填充在PDMS的骨架中;
S22、将可拉伸聚合物框架的前驱体与所得相变材料胶体充分混合,无水乙醇充分挥发后,再加入可拉伸聚合物固化剂,充分混合均匀,放入模具中;其中,可拉伸聚合物框架的前驱体和固化剂的比例为12:1~8:1;具体的,在本实施例中,称量5g的PDMS前驱体,并将其置入聚四氟乙烯烧杯中(由于PDMS疏水性较强,玻璃基底、石英基底、PET基底与PDMS接触有强亲和力,固化后将无法剥离,故必须选用表面氟系离型剂的聚四氟乙烯基体的容器或低表面能基体如聚碳酸酯的容器),再把所得相变材料胶体倒入聚四氟乙烯烧杯中;在含有PDMS前驱体和相变材料胶体的聚四氟乙烯烧杯中放入聚四氟乙烯磁力搅拌子(同样是因为聚四氟乙烯磁力搅拌子与PDMS较弱的亲和力),并将烧杯放置在恒温磁力搅拌机上进行搅拌,其中,恒温磁力搅拌机的转速设置为1000r/min,温度设置为80℃,将无水乙醇充分挥发后,相变材料纳米晶颗粒分散在PDMS前驱体中;待聚四氟乙烯烧杯冷却至室温(超过40℃时PDMS前驱体加入PDMS固化剂会缓慢固化),称取0.5g的PDMS固化剂,加入聚四氟乙烯烧杯中,磁力搅拌机设置1000r/min,温度设置为室温,将PDMS固化剂、相变材料纳米晶颗粒、PDMS前驱体搅拌均匀后,将聚四氟乙烯烧杯中的三者混合物取适量倒入聚碳酸酯培养皿中;
S23、对模具抽真空后加热到50~120℃,并在该温度下反应固化1~5h,得到上述的可拉伸的柔性相变复合材料;具体的,在本实施例中,将上述聚碳酸酯培养皿放入真空烘箱内,抽出溶解在PMDS中的空气,并将烘箱温度调整到60℃预固化0.5小时,然后在100℃的温度下熟化2小时,总共固化2.5小时后,制成PDMS-PCM复合材料。
采用以上制备方法,所得可拉伸的柔性相变复合材料的扫描电子显微镜下的图像如图4所示,在拉伸后不存在显微裂纹,将其应用于各种基于相变材料的柔性存储器件、柔性显示器件,不会出现断路、器件失效等不良现象。
实施例4、
一种可拉伸的柔性相变复合材料的制备方法,本实施例中,可拉伸的柔性相变复合材料中的相变材料为相变材料纳米线。具体的,制备可拉伸的柔性相变复合材料的方法,包括以下步骤:
S1、制备相变材料纳米线;
本实施例中采用电化学法制备纳米线;具体的包括以下步骤:
S11、使用双通多孔氧化铝模板,基于电子束蒸发原理,在双通多孔氧化铝模板的其中一面蒸镀一层金电极或者镍金电极;将蒸镀好的双通多孔氧化铝模板放置在去离子水中或者配置好的电镀液中静置一段时间,以排出孔洞中的空气。
S12、将经过电极处理的双通多孔氧化铝模板作为阴极,石墨电极作为阳极,调节夹持双通多孔氧化铝模板和石墨电极的位置和方向,使二者保持相互平行;使用IT6942A型直流可编程电源进行恒电压或者恒电流沉积,在沉积持续1h以后撤去电源,从双通多孔氧化铝模板中获得相变材料纳米线;
具体的,为了获取双通多孔氧化铝模板中的相变材料纳米线,在金电极或镍金电极上滴加NaOH溶液后迅速用去离子水冲洗,直至金电极或镍金电极洗净;将双通多孔氧化铝模板放置于NaOH溶液中静置或通过提高反应温度加快反应速率,将双通多孔氧化铝模板完全溶解,此时溶液的底部会有大量黑色沉淀,即为所需要的相变材料纳米线。多次吸取上清液,反复添加去离子水清洗,直至溶液中的杂质完全去除,pH值恢复到中性,从而得到相变材料纳米线。本实施例中的相变材料纳米线为Ge-Sb-Te纳米线,在沉积Ge-Sb-Te纳米线时,由于Ge和Te原子存在较大的化学还原电位差,需要对溶液配方进行修改,可以通过添加络合剂以减少还原电位差。本实施例中所涉及到的络合剂种类包括EDTA、EDTA-2钠、EDTA-4钠、乙二醇、氨酸乙酸等。在扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)检测成分后,对溶液配方进行多次调整,最终获得符合化学计量比的相变材料纳米线。
S2、将所得相变材料纳米线与可拉伸聚合物框架合成,得到可拉伸的柔性相变复合材料;
本实施例中,可拉伸的柔性相变复合材料同样为PDMS基可拉伸的柔性相变复合材料,其中,PDMS采用包尔得公司生产的Sylgard 184前驱体和固化剂按10比1的比例,在一定温度条件下固化成型。具体的,PDMS基可拉伸的柔性相变复合材料的具体制备方法如下:
S21、用无水乙醇将所得相变材料纳米线分散,得到相变材料胶体;具体的,在本实施例中,将相变材料纳米线置入聚四氟乙烯烧杯中,倒入少量的无水乙醇,将烧杯放入超声机中采用功率为40W的超声分散30分钟,将所得相变材料纳米线分散,得到相变材料胶体;
S22、将可拉伸聚合物框架的前驱体与所得相变材料胶体充分混合,无水乙醇充分挥发后,再加入可拉伸聚合物固化剂,充分混合均匀,放入模具中;其中,可拉伸聚合物框架的前驱体和固化剂的比例为12:1~8:1;具体的,在本实施例中,称量100g的PDMS前驱体,并将其置入聚四氟乙烯烧杯中(由于PDMS疏水性较强,玻璃基底、石英基底、PET基底与PDMS接触有强亲和力,固化后将无法剥离,故必须选用表面氟系离型剂的聚四氟乙烯基体的容器或低表面能基体如聚碳酸酯的容器),再把所得相变材料胶体倒入聚四氟乙烯烧杯中;在含有Sylgard 184前驱体和相变材料胶体的聚四氟乙烯烧杯中放入聚四氟乙烯磁力搅拌子(同样是因为聚四氟乙烯磁力搅拌子与PDMS较弱的亲和力),并将烧杯放置在恒温磁力搅拌机(恒温磁力搅拌机的转速设置为1000r/min)上进行搅拌,从而将相变材料胶体充分均匀地分散在Sylgard 184前驱体中;将温度设置为80℃,将无水乙醇充分挥发;待聚四氟乙烯烧杯冷却至室温,称取10g的PDMS固化剂,加入聚四氟乙烯烧杯中,将磁力搅拌机设置1000r/min进行搅拌,待PDMS固化剂、相变材料纳米线、PDMS前驱体搅拌均匀后,将烧杯中的混合物取适量转移到聚四氟乙烯制成的模具中。
S23、对模具抽真空后加热到50~120℃,并在该温度下反应固化1~5h,得到上述的可拉伸的柔性相变复合材料;具体的,在本实施例中,将模具放入真空烘箱内抽出溶解在Sylgard 184前驱体中的空气,并将温度调整到60摄氏度预固化0.5小时,再升温到100摄氏度熟化2小时,总共固化2.5小时后,制成相变复合材料。
另外,本发明所提供的柔性相变复合材料可用于柔性可拉伸相变显示器、柔性相变存储器及可穿戴电子设备等领域,实施例如下:
实施例5、
一种柔性可拉伸相变显示器,其材料包括本发明第一方面所提出的可拉伸的柔性相变复合材料;除此之外,其材料还可以包括可拉伸柔性电极;通过可拉伸的柔性电极施加电压或者直接以激光脉冲激励改变可拉伸的柔性相变复合材料的相变状态,从而使得柔性可拉伸相变显示器产生不同的光学响应,显示出不同的颜色。
实施例6、
一种柔性相变存储器,其材料包括本发明第一方面所提出的可拉伸的柔性相变复合材料;除此之外,其材料还可以包括可拉伸柔性电极;通过可拉伸的柔性电极施加电压或者直接以激光脉冲激励改变可拉伸的柔性相变复合材料的相变状态,柔性可拉伸相变存储器由于柔性相变复合材料的电阻发生变化,成为一种柔性可拉伸的阻变式存储器。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种可拉伸的柔性相变复合材料,其特征在于,包括:可拉伸聚合物框架,以及分散在可拉伸聚合物框架中的相变材料;
所述可拉伸聚合物框架为长链结构;
所述相变材料在外界激励作用下,在晶态和非晶态之间进行可逆转换。
2.根据权利要求1所述的可拉伸的柔性相变复合材料,其特征在于,所述相变材料为相变材料纳米晶颗粒或者相变材料纳米线或者相变材料粉末。
3.根据权利要求1所述的可拉伸的柔性相变复合材料,其特征在于,所述可拉伸聚合物框架是有机可拉伸聚合物框架或者无机可拉伸聚合物框架,或者二者的混合物。
4.根据权利要求3所述的可拉伸的柔性相变复合材料,其特征在于,所述可拉伸聚合物框架的材料包括:塑料、胶乳、橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、环氧聚合物、乙烯基酯、水相聚合物聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅聚合物、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的可拉伸的柔性相变复合材料,其特征在于,所述相变材料包括:GeTe、SbTe、BiTe、InSb、InSe、GeSb、SbSe、GaSb、GeSbTe、AgInSbTe、InSbTe、AgSbTe、SiTe、SnTe、SnSb中的一种或多种;其中,各相变材料的原子百分比可调。
6.根据权利要求5所述的可拉伸的柔性相变复合材料,其特征在于,所述相变材料还包含至少一种掺杂剂。
7.根据权利要求1所述的可拉伸的柔性相变复合材料,其特征在于,所述可拉伸的柔性相变复合材料的杨氏模量小于5GPa。
8.根据权利要求1所述的可拉伸的柔性相变复合材料,其特征在于,所述相变材料在温度调控、激光刺激或电学操作下,在晶态和非晶态之间转变,在该转变过程中,其电阻、折射率以及消光系数发生变化,所述可拉伸的柔性相变复合材料的电阻、折射率以及消光系数也相应的发生变化。
9.一种权利要求1-8任意一项所述的可拉伸的柔性相变复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、制备相变材料;
S2、将所得相变材料与可拉伸聚合物框架合成,得到可拉伸的柔性相变复合材料;具体为:用无水乙醇将所得相变材料分散,得到相变材料胶体;将可拉伸聚合物框架的前驱体与所得相变材料胶体充分混合,无水乙醇充分挥发后,再加入可拉伸聚合物固化剂,充分混合均匀,放入模具中;其中,可拉伸聚合物框架的前驱体和固化剂的比例为12:1~8:1;最后对模具抽真空后加热到50~120℃,并在该温度下反应固化1~5h,得到上述的可拉伸的柔性相变复合材料。
10.根据权利要求9所述的一种可拉伸的柔性相变复合材料的制备方法,其特征在于,当相变材料为相变材料纳米晶颗粒时,制备相变材料的方法,包括:
制备得到非晶态的相变材料薄膜,将相变材料薄膜从衬底上剥离,并打磨成相变材料粉末,放入球磨机中制备出相变材料纳米晶颗粒,其中,相变材料纳米晶颗粒的粒径小于相变材料粉末的粒径。
11.一种柔性可拉伸相变显示器,其特征在于,材料包括权利要求1-8任意一项所提出的可拉伸的柔性相变复合材料。
12.一种柔性相变存储器,其特征在于,材料包括权利要求1-8任意一项所提出的可拉伸的柔性相变复合材料。
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