JP2012533657A - 多機能性導電性/透明/可撓性膜の製造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、流延誘電性ポリマー膜の中に埋め込まれる導電性の電気紡糸ナノ繊維を備える、可撓性で伸張可能な透明で高度に導電性のハイブリッドポリマー膜を生成するための方法に関する。一実施形態において、本発明は、適切なポリマー膜の中に埋め込まれる導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造を利用する。一実施形態において、導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、例えば、適切な量の少なくとも1つの伝導性材料を含有する適切なポリマー溶液から電気紡糸することができる。一実施形態において、本発明の可撓性ポリマー膜部分は、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)またはポリイミドから形成することができる。別の実施形態において、本発明は、その中に埋め込まれた伝導性構造を有する可撓性ポリマー膜に関し、可撓性ポリマー膜部分は、例えば、ポリカーボネート、ポリウレタン、および/またはシクロポリオレフィンポリマー組成物から透明膜を生成するために、流延プロセスによって形成される。
【選択図】図21
Description
実施例1:
5ミリリットル(5mL)のAgfaからのOrgacon(市販のPEDOT:PSS)、および5mLのH.C.StarkからのBaytron(市販のPEDOT:PSS)を、バイアル中に混合し、均一な溶液を得た。1/2グラムのSP2からのPEO(ポリ(エチレンオキシド))(MW=400,000)を混合物中に添加し、溶液が均一になるまで、磁気撹拌システムで撹拌する。約0.005グラムのCarbon SolutionからのP3−SWNT(単層カーボンナノチューブ)を溶液中に添加し、その後、超音波処理して、溶液中のSWNTの良好な分散を得る。その後、得られた溶液は電気紡糸の準備が整った。3グラムのRohm & Haasからのポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)を、27mLのN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)中に溶解し、溶液流延のための溶液を得る。
5ミリリットルのAgfaからのOrgacon(市販のPEDOT:PSS)、および5mLのH.C.StarkからのBaytron(市販のPEDOT:PSS)を、バイアル中に混合し、均一な溶液を得る。0.35グラムのSP2からのポリ(エチレンオキシド)(PEO)(MW=400,000)を混合物中に添加し、溶液が均一になるまで、磁気撹拌システムで撹拌する。その後、得られた溶液は電気紡糸の準備が整った。Sigma−Aldrichからのポリアクリロニトリル(PAN)を、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)中に溶解し、15パーセント濃度の流延溶液を作製する。
別の実施形態において、本発明は、PMMAおよびポリイミド等の溶液流延誘電性ポリマー膜の中に埋め込まれる導電性の電気紡糸ナノ繊維を備える、可撓性の伸張可能な透明で高度に導電性のハイブリッドポリマー膜を生成するための方法に関する。上述のように、電子機器、ディスプレイ、ならびに材料の近年の進歩が、電子材料における伸張性および可撓性の必要性を引き起こした。例えば、ディスプレイ製造の連続的ロールツーロール(R2R)プロセスでは、特に熱形成中に、基材が高レベルの歪に曝露される場合があり、実質的に減少したレベルの伝導性を導く場合がある。加えて、未来のディスプレイ、太陽電池、装着型電子機器、および皮膚に取り付けられる埋込みセンサは、伸張性および応力の停止後に続く復旧を必要とする。本実施形態において、本発明は、ポリカーボネート、ポリウレタン、シクロポリオレフィン等の透明な形態に溶液流延することができるポリマー膜に関する。
電気紡糸溶液:
電気紡糸溶液は、本質的に伝導性のポリマーの水溶液中に溶解した高MW(重量平均Mw4,000,000)PEO、ポリ(3,4エチレンジオキシチオフェン):ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT:PSS)から成る。具体的には、0.07グラムのScientific Polymers Inc.からのPEO(MW=4,000,000)を、10グラムのAgfaからのOrgacon S203(1.1重量パーセントでのPEDOT:PSSの水分散)の中に添加する。電気紡糸溶液中のPEOの濃度は、0.7重量パーセントであり、乾燥したナノ繊維中のPEDOT:PSSの最終濃度は、約60重量パーセントである。均一な溶液が得られるまで、室温で撹拌して溶液を調製する。
可溶性の無色グレードポリイミド(PI、Akron Polymer Systemsから)を、NMP(Sigma Aldrich)中に5重量パーセント濃度で溶解する。PMMA溶液を、DMF中の10重量パーセントのPMMAを溶解して調製する。
形態:
光学顕微鏡写真を、Leitz Wetzlar GermanyからのLaborlux 12 Pol S Microscopeに取り付けられた、Qimaging Inc.からのMicro Publisher 5.0 RTVカメラで撮る。走査型電子顕微鏡写真を、5KVの加速電圧5KVおよび20μAの電流を有するJEOL JSM−7401F電界放射型走査電子顕微鏡を用いて入手する。SEM試験の前に、試料を、40mAの電流で40秒間、白金でスパッタ被覆する。
190nm〜1000nmの波長のHP8453分光計を用いて、周囲雰囲気の膜を直接測定することによって、紫外可視スペクトルを実行する。
2つの異なる方法を用いて、膜の表面抵抗率(Ω/sq)を測定する。第1の方法において、ASTM D4496−04に従って、二点プローブによる以下の配置を用いる。表面抵抗R(Ω)を、Keithley SourceMeter(モデル6430Sub−Femtoamp)で測定する。電極を、Emerson & Cumingからの伝導性銀エポキシ塗料Tra−Duct2902で準備する。
伸張および屈曲中の膜の表面抵抗率を測定するために、我々の研究室で開発された特殊な一軸延伸機を用いる。図16に示される一軸伸張システムは、伸張中、同時に、真応力、歪、複屈折性、および表面抵抗率の実時間判定を可能にする。オンラインスペクトル複屈折性は、BeekmansおよびPosthumna de Boerらによって説明される方法に本質的に基づく。本方法において、光源として白色光を用いて、遅延の受付番号を自動的に得る。複屈折性を測定するために、複屈折性が測定される同位置で、同時に厚さを測定しなければならない。これは、伸張枠の2つのクロスヘッドを反対方向に移動させることによって達成され、試料の最も狭い対称平面を空間的に静止したままにできるようにする。水平面に対して45度で載置されたレーザマイクロメータは、伸張段階および保持段階の過程中、試料の幅を継続的に監視するように、この固定された対称平面で合焦される。次に、厚さ、ひいては断面積の時間的推移が、初期の厚さおよび幅を知った上で、一軸対称性および(等式1)を利用して判定される。
別の実施形態において、本発明は、伝導性の繊維、ナノ繊維、構造、および/またはナノ構造を生成するために、伝導性であるか否かにかかわらず、任意の1つ以上の紡糸可能なポリマー(すなわち、電気紡糸することができるポリマー)、および少なくとも1つの導電性材料(上述および以下の本明細書で再度記述されるもの)の組み合わせを利用する。
一実施形態において、本発明は、非伝導性空気媒体によって分離される複数の接地電極対を提供する連続的波形コレクタ(図18を参照)に依存する。そのような波形表面は容易に調製することができ、これはロールツーロール(R2R)操作における連続処理に理想的な運搬装置ベルトとして利用可能である。図19は、図18の波形表面上に配向されたナノ繊維を堆積するために利用することができる、図10のプラットフォームに類似した多ノズル電気紡糸プラットフォームの図である。一実施形態において、図18および19の構造を利用して、それから形成される配向された繊維を含有する繊維、ナノ繊維、構造を生成し、それによって、繊維/ナノ繊維の配向性質に基づく一方向の電気伝導性の増加を得ることができる。別の実施形態において、本発明は、非配向および/または不規則に配向した繊維/ナノ繊維を利用する。この場合、そのような繊維の導電性は、概して、または実質的には、全ての方向において均等である。
Claims (121)
- 可撓性および導電性のポリマー膜であって、
少なくとも1つのポリマー膜の中に埋め込まれるか、その上に位置付けられるか、あるいはそれに取り付けられる、少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造を備え、
前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、電気紡糸プロセスから形成され、前記少なくとも1つのポリマー膜は、可撓性である、ポリマー膜。 - 前記ポリマー膜は、流延(cast)ポリマー膜である、請求項1に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約1ナノメートル〜約25,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項1に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約1ナノメートル〜約10,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項3に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約1ナノメートル〜約5,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項3に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約3ナノメートル〜約3,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項3に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約7ナノメートル〜約1,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項3に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約10ナノメートル〜約500ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項3に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約25,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項1に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約10,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項9に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約5,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項9に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約3,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項9に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約1,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項9に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、約500ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項9に記載のポリマー膜。
- 前記ポリマー膜は、透明でもある、請求項1に記載のポリマー膜。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約50パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項1に記載のポリマー膜。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約55パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項16に記載のポリマー膜。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約60パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項16に記載のポリマー膜。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約65パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項16に記載のポリマー膜。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約70パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項16に記載のポリマー膜。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約75パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項16に記載のポリマー膜。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約80パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項16に記載のポリマー膜。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約85パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項16に記載のポリマー膜。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約90パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項16に記載のポリマー膜。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約95パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項16に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、ポリアニリン(PANI)、ポリピロリジン、ポリ(フルオレン)、ポリピレン、ポリアズレン、ポリナフタレン、ポリ(ピロール)(PPY)、ポリカルバゾール、ポリインドール、ポリアゼピン、ポリ(チオフェン)(PT)、ポリ(p−フェニレンスルフィド)(PPS)、ポリ(アセチレン)(PAC)、ポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)、ポリ(スチレンスルホネート(PSS)、PEDOT/PSSの混合物、またはそれらの任意の2つ以上の適切な混合物から選択される導電性化合物から形成される、請求項1に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、少なくとも1つの導電性材料と少なくとも1つの電気紡糸可能なポリマーとの組み合わせから形成される、請求項1に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、1つ以上の炭素系成分、1つ以上の伝導性金属ナノ粒子もしくはナノ構造、1つ以上の伝導性金属粒子もしくは構造、1つ以上の伝導性金属合金ナノ粒子もしくはナノ構造、1つ以上の伝導性金属合金粒子もしくは構造、またはそれらの2つ以上の組み合わせから選択される、請求項27に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの電気紡糸可能なポリマーは、1つ以上のポリ(エチレンオキシド)、1つ以上のポリイミド、またはそれらの2つ以上の組み合わせから選択される、請求項27に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約0.1重量パーセント〜約50重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項27に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約0.5重量パーセント〜約47.5重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項30に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約1重量パーセント〜約45重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項30に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約2.5重量パーセント〜約40重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項30に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約5重量パーセント〜約35重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項30に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約7.5重量パーセント〜約30重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項30に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約10重量パーセント〜約27.5重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項30に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約12.5重量パーセント〜約25重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項30に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約15重量パーセント〜約22.5重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項30に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約17.5重量パーセント〜約20重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項30に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、1つ以上のポリ(エチレンオキシド)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、およびポリ(スチレンスルホネート)の電気紡糸可能な混合物から形成される、請求項1に記載のポリマー膜。
- 前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、配向されたナノ繊維を含有する、請求項1に記載のポリマー膜。
- 可撓性かつ導電性のポリマー膜を生成するための方法であって、
(A)少なくとも1つの電気紡糸可能なポリマー組成物を調製するステップと、
(B)少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造を生成し、導電性電気紡糸構造を生成するために、前記少なくとも1つの電気紡糸可能なポリマー組成物を電気紡糸するステップと、
(C)可撓性かつ導電性のポリマー膜を得るために、少なくとも1つのポリマー膜を、ステップ(B)の前記導電性電気紡糸構造の上に流延するステップと、を含み、
ステップ(A)の前記電気紡糸可能なポリマー組成物は、それ自体導電性であるか、あるいは前記電気紡糸可能なポリマー溶液が、その中に少なくとも1つの導電性材料を含有し、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造は、ステップ(C)の前記流延膜の上または中に位置付けられるか、あるいはその中に部分的に埋め込まれる、方法。 - 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約1ナノメートル〜約25,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項42に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約1ナノメートル〜約10,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項43に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約1ナノメートル〜約5,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項43に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約3ナノメートル〜約3,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項43に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約7ナノメートル〜約1,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項43に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約10ナノメートル〜約500ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項43に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約25,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項42に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約10,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項49に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約5,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項49に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約3,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項49に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約1,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項49に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約500ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項49に記載の方法。
- ステップ(C)の前記ポリマー膜は、透明でもある、請求項42に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約50パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項42に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約55パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項56に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約60パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項56に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約65パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項56に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約70パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項56に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約75パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項56に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約80パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項56に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約85パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項56に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約90パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項56に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約95パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項56に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、ポリアニリン(PANI)、ポリピロリジン、ポリ(フルオレン)、ポリピレン、ポリアズレン、ポリナフタレン、ポリ(ピロール)(PPY)、ポリカルバゾール、ポリインドール、ポリアゼピン、ポリ(チオフェン)(PT)、ポリ(p−フェニレンスルフィド)(PPS)、ポリ(アセチレン)(PAC)、ポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)、ポリ(スチレンスルホネート(PSS)、PEDOT/PSSの混合物、またはそれらの任意の2つ以上の適切な混合物から選択される導電性化合物から形成される、請求項42に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、少なくとも1つの導電性材料と少なくとも1つの電気紡糸可能なポリマーとの組み合わせから形成される、請求項42に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、1つ以上の炭素系成分、1つ以上の伝導性金属ナノ粒子もしくはナノ構造、1つ以上の伝導性金属粒子もしくは構造、1つ以上の伝導性金属合金ナノ粒子もしくはナノ構造、1つ以上の伝導性金属合金粒子もしくは構造、またはそれらの2つ以上の組み合わせから選択される、請求項67に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの電気紡糸可能なポリマーは、1つ以上のポリ(エチレンオキシド)、1つ以上のポリイミド、またはそれらの2つ以上の組み合わせから選択される、請求項67に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約0.1重量パーセント〜約50重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項67に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約0.5重量パーセント〜約47.5重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項70に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約1重量パーセント〜約45重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項70に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約2.5重量パーセント〜約40重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項70に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約5重量パーセント〜約35重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項70に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約7.5重量パーセント〜約30重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項70に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約10重量パーセント〜約27.5重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項70に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約12.5重量パーセント〜約25重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項70に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約15重量パーセント〜約22.5重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項70に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約17.5重量パーセント〜約20重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項70に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、1つ以上のポリ(エチレンオキシド)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、およびポリ(スチレンスルホネート)の電気紡糸可能な混合物から形成される、請求項42に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、配向されたナノ繊維を含有する、請求項42に記載の方法。
- 可撓性および導電性のポリマー膜を生成するための方法であって、
(i)少なくとも1つのポリマー膜を、適切な表面上に流延するステップと、
(ii)少なくとも1つの電気紡糸可能なポリマー組成物を調製するステップと、
(iii)ステップ(i)の前記流延膜の上に、その中に、またはその中に部分的に埋め込まれる、少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造を生成するために、前記少なくとも1つの電気紡糸可能なポリマー組成物を電気紡糸させるステップと、を含み、
ステップ(ii)の前記電気紡糸可能なポリマー組成物は、それ自体導電性であるか、あるいは前記電気紡糸可能なポリマー溶液が、その中に少なくとも1つの導電性材料を含有するかのいずれかである、方法。 - 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約1ナノメートル〜約25,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項82に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約1ナノメートル〜約10,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項83に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約1ナノメートル〜約5,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項83に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約3ナノメートル〜約3,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項83に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約7ナノメートル〜約1,000ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項83に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約10ナノメートル〜約500ナノメートルの範囲内の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項83に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約25,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項82に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約10,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項89に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約5,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項89に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約3,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項89に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約1,000ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項89に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、約500ナノメートル未満の平均直径を有する1つ以上のナノ繊維から形成される、請求項89に記載の方法。
- ステップ(C)の前記ポリマー膜は、透明でもある、請求項82に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約50パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項82に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約55パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項96に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約60パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項96に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約65パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項96に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約70パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項96に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約75パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項96に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約80パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項96に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約85パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項96に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約90パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項96に記載の方法。
- 前記ポリマー膜は、少なくとも約95パーセントの可視光線範囲の透過率を有する、請求項96に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、ポリアニリン(PANI)、ポリピロリジン、ポリ(フルオレン)、ポリピレン、ポリアズレン、ポリナフタレン、ポリ(ピロール)(PPY)、ポリカルバゾール、ポリインドール、ポリアゼピン、ポリ(チオフェン)(PT)、ポリ(p−フェニレンスルフィド)(PPS)、ポリ(アセチレン)(PAC)、ポリ(p−フェニレンビニレン)(PPV)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)、ポリ(スチレンスルホネート(PSS)、PEDOT/PSSの混合物、またはそれらの任意の2つ以上の適切な混合物から選択される導電性化合物から形成される、請求項82に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、少なくとも1つの導電性材料と少なくとも1つの電気紡糸可能なポリマーとの組み合わせから形成される、請求項82に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、1つ以上の炭素系成分、1つ以上の伝導性金属ナノ粒子もしくはナノ構造、1つ以上の伝導性金属粒子もしくは構造、1つ以上の伝導性金属合金ナノ粒子もしくはナノ構造、1つ以上の伝導性金属合金粒子もしくは構造、またはそれらの2つ以上の組み合わせから選択される、請求項107に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの電気紡糸可能なポリマーは、1つ以上のポリ(エチレンオキシド)、1つ以上のポリイミド、またはそれらの2つ以上の組み合わせから選択される、請求項107に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約0.1重量パーセント〜約50重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項107に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約0.5重量パーセント〜約47.5重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項110に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約1重量パーセント〜約45重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項110に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約2.5重量パーセント〜約40重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項110に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約5重量パーセント〜約35重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項110に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約7.5重量パーセント〜約30重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項110に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約10重量パーセント〜約27.5重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項110に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約12.5重量パーセント〜約25重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項110に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約15重量パーセント〜約22.5重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項110に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性材料は、約17.5重量パーセント〜約20重量パーセントの範囲内で、前記少なくとも1つの導電性ナノ繊維またはナノ繊維構造中に存在する、請求項110に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、1つ以上のポリ(エチレンオキシド)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、およびポリ(スチレンスルホネート)の電気紡糸可能な混合物から形成される、請求項82に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの導電性電気紡糸構造は、配向されたナノ繊維を含有する、請求項82に記載の方法。
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