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  因具有優異的性能、適應物理形變的能力以及便于使用等優點，近年來柔性電子器件和可穿戴電子設備倍受人們的青睞。然而，傳統的電子器件難以滿足柔性和在嚴酷環境下工作的要求，電子器件的性能易受到周圍環境的影響。例如，金屬是導電材料的首選，但金屬易被氧化和腐蝕，從而降低其性能，甚至導致功能故障；污染物、濕氣、雨水、結冰和降雪也會影響電子器件的性能；在水災、高溫或火災中電子器件也容易毀壞。因此，能在嚴酷環境中穩定工作的全天候型柔性電子設備引起人們極大的興趣。 

  最近，中國科學院上海硅酸鹽研究所朱英杰研究員帶領的研究團隊在羥基磷灰石超長納米線耐火紙的研究工作基礎上，采用羥基磷灰石超長納米線作為主要原料并負載導電碳黑，再用聚二甲基硅氧烷進行涂層化處理，研制出了新型羥基磷灰石超長納米線基柔性防水導電耐火紙，集成了防水、導電、電熱、耐火阻燃等多個功能，能夠在各種嚴酷的環境例如強酸、強堿、高濕、高溫、水下、冰雪天氣中全天候穩定工作。

  羥基磷灰石超長納米線和導電碳黑構筑了多級粗糙結構，聚二甲基硅氧烷涂層化提供了疏水性，多級粗糙結構和疏水性的協同作用使柔性導電耐火紙具有超疏水表面，具有防水性能、自清潔功能和高熱穩定性，還能夠耐受各種嚴酷環境。更重要的是，即使該新型柔性防水導電耐火紙浸泡在水中也能夠穩定工作，連接的小燈可持續發光。

  新型柔性導電耐火紙還具有電熱效應，通電后能在短時間內快速升溫，有望應用于高效快速除冰。新型柔性防水導電耐火紙還具有優異的耐高溫和耐火性能，即使在火中灼燒也可以穩定工作，連接的小燈可持續發光。由于具有多種優異性能，新型柔性防水導電耐火紙在高性能柔性電子器件和可穿戴電子設備中具有良好的應用前景。

  該課題組設計并合成了一種具有紫外可裂解的PS(hv-PS'')- b-PMMA 雜臂嵌段共聚物，通過紫外光照射成為PS-b-PMMA二元嵌段共聚物和PS''均聚物的二元共混物。通過精確控制微臂嵌段共聚物中每個臂的分子量，實現了通過UV照射將原始圓柱納米疇區轉變成層狀納米疇區。由于UV照射區域和位置很容易使用光刻技術進行處理，可以在所需的疇區形成雙納米圖案。最后，通過定向自組裝和UV照射的組合，在單個基底中的特定區域形成良好的點和線雙納米圖案。本研究中制造的雙納米圖案可用于下一代納米光刻技術。

新型羥基磷灰石超長納米線基柔性防水導電耐火紙的制備和性能測試：(a)制備過程；(b) 新型柔性防水導電耐火紙即使在水下也可穩定工作，連接的小燈可持續發光；(c, d) 新型柔性防水導電耐火紙的除冰過程: (c) 未加直流電壓, (d) 施加直流電壓；(e) 新型柔性防水導電耐火紙即使在火中灼燒也可穩定工作，連接的小燈可持續發光。 

  相關研究結果發表在美國化學會“應用材料與界面”期刊上 (Fei-Fei Chen, Ying-Jie Zhu, Zhi-Chao Xiong, Li-Ying Dong, Feng Chen, Bing-Qiang Lu, Ri-Long Yang, ACS Applied Materials & Interfaces 2017, 9, 39534–39548) (第一作者為上海硅酸鹽所在讀博士生陳飛飛），并申請了一項發明專利。 

  該研究工作得到國家自然科學基金、上海市科委、中科院上海硅酸鹽研究所創新重點項目等資助。 

  論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.7b09484