Stretchable blend conductive fibers for e-textiles

In recent decades conducting polymers have received increasing attention in both fundamental research and various areas of commercial application, including flexible displays, printed electronics, energy storage devices, biosensors and more. Processing of conducting polymers into fibers through spinning has provided some unique capabilities and opportunity to be integrated in textiles, giving rise to e-textiles. A stable wet spinning process is investigated in order to obtain stretchable electrically conducting blend fibers. Upon an optimization of the process, continuous blend fibers of polythiophene with polar side chains (20%vol) and polyurethane (80%vol) with a circular cross section are produced. After doping with FeTos in acetonitrile, fibers displayed a good electrical conductivity (up to 2 S/cm) and highly stretchable behaviour (up to 500% strain). Moreover, blend fibers and four-ply yarns showed strain sensing capabilities that may be suitable for a future application in stretchable electronics.

Negli ultimi anni i polimeri coniugati hanno ottenuto una crescente attenzione sia dal mondo della ricerca scientifica sia dal mondo industriale, viste le numerose applicazioni di cui possono esserne protagonisti (schermi flessibili, dispositivi elettronici stampati, devices per l'accumulo di energia, biosensori e molto altro). La lavorazione e la trasformazione in fibre di polimeri coniugati, tramite processi di filatura, hanno ampliato di ulteriori possibilità i campi di applicazione di questa recente classe di polimeri. In particolare hanno reso possibile l'integrazione dei polimeri conduttivi in tessuti dando origine agli innovativi smart textiles. In questo progetto, è stato utilizzato un processo di filatura per wet spinning al fine di ottenere delle fibre altamente estensibili ed elettricamente conduttive. Dopo un'ottimizzazione del processo, sono state prodotte fibre continue e a sezione circolare composte da poliuretano (80%vol) e da un politiofene con catene laterali polari (20%vol). La conduttività elettrica delle fibre, dopo averle drogate con p-toluensolfonato di ferro(III), usato come agente ossidante, in acetonitrile per quattro ore, è pari a 2 S/cm. Le fibre conduttive, anche successivamente al processo di doping, sono risultate altamente estensibili (fino a deformazioni del 500%). Inoltre, le fibre e i filamenti, preparati manualmente, hanno dimostrato una buona sensibilità alle deformazioni, sia basse sia elevate, durante l'estensione singola e ciclica. Questa caratteristica peculiare potrebbe essere oggetto di future applicazioni nel campo dell'elettronica estensibile.