基于银纳米线导电材料的透明柔性电路 - 汶颢股份
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基于银纳米线导电材料的透明柔性电路

随着科技的不断发展,各种透明柔性电子设备快速发展起来。但相比于透明柔性导电材料,透明柔性电路的研究还存在很多问题,很多透明柔性电路的研究仅仅停留在基底透明而电路不透明的水平。近日,大连大学孙晶教授课题组以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为柔性基底,银纳米线(AgNWs)为导电材料,设计了一种透明柔性电路,克服了以往透明柔性电路部分透明的弊端,实现了真正全透明的柔性电路。相关研究工作发表于Chemical Communications,并被选为2018年54卷第39期的底封文章。

研究人员首先在PDMS上进行实验,利用旋涂技术将AgNWs溶液均匀地铺展在经过亲水修饰的PDMS表面,透明柔性导电材料的透过率和电阻分别达到了90.86%和3.22 Ω•sq-1,在透明柔性导电材料领域处于领先水平(图2)。

图2. 透明柔性导电材料的制备流程

2. 透明柔性导电材料的制备流程

该研究团队利用业已成熟的微流控制备技术,在透明柔性基底PDMS表面制作出具有各种复杂图案的孔道,其精度可达到微米级;再将AgNWs铺展到这些孔道中,使其同时具有高导电性。由于孔道对AgNWs的保护,这样制备出的透明柔性电路还具有很强的耐磨性。透明柔性电路的制备过程如图3所示。

图3. 透明柔性电路的制备流程

3. 透明柔性电路的制备流程

该透明柔性电路不但具有良好的光学、电学特性,而且还具有良好的机械性能(图4)。他们利用发光二极管和普通干电池对其导电性能进行测试,结果表明其导电性良好;对该电路进行向内外180度的弯折、720度的扭曲及拉伸测试后,发光二极管的亮度基本维持不变。研究者还进一步探究了该透明柔性电路的应用,通过电沉积的方法在电路的AgNWs上沉积Pd纳米颗粒,并利用其对葡萄糖进行检测,结果表明,该传感器对葡萄糖检测的灵敏度很高。

图4. 透明柔性电路的性质及其作为葡萄糖传感器的应用

4. 透明柔性电路的性质及其作为葡萄糖传感器的应用

该研究的独创性在于解决了透明柔性电路制备中的两个难题:(1)实现完全透明的柔性电路;(2)能随心所欲地设计电路图案。该研究建立的透明柔性电极制备方法简便、质量可控、技术指标优异,可极大地推动可穿戴电子设备的发展。该研究工作得到国家自然科学基金(21505013)和辽宁省自然科学基金(2015020660)的资助。

 

该论文作者为:Jing Sun, Wenhui Zhou, Haibo Yang, Xue Zhen, Longfei Ma, Dirk Williams, Xudong Sun and Ming-Fei Lang 

Highly transparent and flexible circuits through patterning silver nanowires into microfluidic channels 

Chem. Commun., 201854, 4923, DOI: 10.1039/C8CC01438H

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