综述：高导电性和机械强度优异的PEDOT:PSS基纤维：制备方法、结构-性能关系及潜在应用

《Macromolecular Rapid Communications》：Highly Conductive and Mechanically Robust PEDOT:PSS-Based Fibers: Fabrication Methods, Structure-Property Relations, and Potential Applications

本综述系统梳理了聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）基纤维的最新研究进展。文章重点阐述了其多种制备工艺与纤维形貌特征，揭示了纤维中PEDOT:PSS链的取向排列如何协同提升导电性与机械强度。通过对比二维薄膜，深入分析了纤维的一维结构特性及其与电学/力学性能的构效关系，并展望了其在焦耳加热、热电转换、多功能传感及能量存储等智能可穿戴领域的应用潜力。

　　

制备方法引领纤维结构创新

在智能可穿戴技术领域，导电聚合物聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）已成为不可或缺的关键材料。为顺应智能纺织品的发展趋势，研究人员已开发出多种方法制备具有高导电性和优异机械强度的PEDOT:PSS基纤维。这些方法直接决定了所得纤维的微观形貌。例如，通过湿法纺丝、模板辅助合成或界面组装等策略，能够诱导PEDOT:PSS分子链在纤维轴向上实现高度取向和伸展的排列。

结构特征决定性能表现

与二维薄膜材料相比，PEDOT:PSS基纤维最显著的结构特征是其一维几何形态。在这种受限空间中，PEDOT:PSS链的取向排列不仅为电荷载流子提供了高效的传输路径，从而获得极高的电导率，同时也赋予了纤维沿轴向良好的机械承载能力，实现了高机械强度。这种独特的“取向-延伸”结构特征是理解其卓越电学与力学性能之间构效关系的核心。研究表明，通过调控制备参数优化纤维的微观结构，可以进一步协同提升其导电性与韧性。

多元应用展现广阔前景

基于其优异的性能，PEDOT:PSS基纤维在多个前沿领域展现出巨大的应用潜力。在焦耳加热方面，纤维可通过电流产生可控热量，适用于智能温控服装。在热电转换领域，其能够将体感温差直接转化为电能，为可穿戴电子设备提供自供能解决方案。此外，这类纤维还被成功用于开发多功能传感器，可灵敏响应拉伸、压力或湿度等外界刺激，在健康监测和人机交互方面具有独特优势。在能量存储方面，以其为基体构建的纤维状超级电容器或电池，为实现轻薄、柔性且可编织的储能系统开辟了新途径。

挑战与未来展望

尽管PEDOT:PSS基纤维研究取得了显著进展，但仍面临一些挑战，例如长期环境稳定性、大规模生产的成本控制以及与其他纺织材料的无缝集成等。未来的研究将更侧重于通过多材料复合、界面工程和结构精细化设计来进一步提升纤维的综合性能与环境适应性。同时，探索其在生物医学传感、柔性逻辑电路等更广阔跨学科领域的应用，将是推动该材料从实验室走向实际产业化的重要方向。