用于柔性和可拉伸電子設備的銀納米線電噴印技術

原創(chuàng)： 夏園林、魯中良

柔性和可伸縮導體是柔性和可伸縮電子器件的關鍵部件，受到科學界和工業(yè)界的廣泛關注。以隨機滲濾網狀形式存在的金屬納米線具有良好的柔性和可伸縮性。根據滲透理論，對于給定材料密度的隨機網狀結構，較長的銀納米線（NWs）會有更高的導電率和更大的可伸縮性，這對于柔性和可伸縮導體難能可貴的。較長的NWs也有助于在導電率和透光率之間實現(xiàn)更好的平衡（即在不降低透光率的情況下提高導電率），這對于金屬NWs制成的透明電極至關重要。

來自北卡羅來納州立大學的研究團隊利用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。整個打印過程可以通過幾個參數(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

2a為開-關循環(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、拉伸和扭曲時表現(xiàn)出穩(wěn)定的加熱性能。

參考文獻
Cui Z, Han Y, Huang Q, et al. Electrohydrodynamic Printing of Silver Nanowires for Flexible and Stretchable Electronics[J]. Nanoscale, 2018:10.1039.C7NR09570H.

供稿單位：機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室