供稿人:夏園林、魯中良 供稿單位：機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 發(fā)布日期：2019-03-04
柔性和可伸縮導(dǎo)體是柔性和可伸縮電子器件的關(guān)鍵部件，受到科學(xué)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。以隨機(jī)滲濾網(wǎng)狀形式存在的金屬納米線具有良好的柔性和可伸縮性。根據(jù)滲透理論，對(duì)于給定材料密度的隨機(jī)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，較長(zhǎng)的銀納米線（NWs）會(huì)有更高的導(dǎo)電率和更大的可伸縮性，這對(duì)于柔性和可伸縮導(dǎo)體難能可貴的。較長(zhǎng)的NWs也有助于在導(dǎo)電率和透光率之間實(shí)現(xiàn)更好的平衡（即在不降低透光率的情況下提高導(dǎo)電率），這對(duì)于金屬NWs制成的透明電極至關(guān)重要。
來自北卡羅來納州立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用Ag、PEO（環(huán)氧乙烷）作為原材料，開發(fā)了可用于柔性和可拉伸電子器件的銀納米線電噴印技術(shù)。整個(gè)打印過程可以通過幾個(gè)參數(shù)來控制，包括Ag納米線的濃度、漿料粘度、打印速度、間隔距離等。通過這種方法，Ag納米線圖案可以打印在紙張、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、玻璃、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等一系列基板上。通過改變PEO濃度得到不同固相的漿料，且均為剪切變稀的特性。圖1 展示了銀納米線打印原理和過程。
圖1 Ag納米線打印原理和過程
圖2 打印的Ag納米線加熱器
圖2a為開-關(guān)循環(huán)期間的紅外圖像，可以看到，銀納米線周圍有均勻的溫度分布。圖2b為試樣在不同電壓下的隨時(shí)間變化的溫度分布。在25V電壓下，具有160℃的最高溫度，最大加熱速率為21℃，最大冷卻速率為29℃。圖2c展示了加熱器在彎曲、拉伸和扭曲時(shí)表現(xiàn)出穩(wěn)定的加熱性能。