Ein Herstellungsverfahren für hochverstreckbare Leiter mit Silber Nanodrähte
Summary
A simple synthesis method is used to chemically solder silver nanowire thin film to fabricate highly stretchable and conductive metal conductors.
Abstract
Dehnbare Elektronik werden als Schlüsseltechnologie für elektronische Anwendungen der nächsten Generation identifiziert. Eine der Herausforderungen bei der Herstellung von dehnbaren elektronischen Geräte ist die Herstellung von dehnbaren Leiter mit großer mechanischer Stabilität. In dieser Studie wurde ein einfaches Herstellungsverfahren chemisch löten Sie die Kontaktpunkte zwischen Silber-Nanodraht (AgNW) Netzwerken entwickelten wir. AgNW nanomesh wurde zunächst auf einem Glasobjektträger über Sprühbeschichtungsverfahren abgeschieden. Eine reaktive Tinte der Silber-Nanopartikel (AGNPS) Vorstufen zusammengesetzt wurde über die sprühbeschichteten AgNW Dünnfilme aufgebracht. Nach dem Erwärmen für 40 Minuten wurden AGNPS bevorzugt gegenüber den Nanodraht-Übergänge, die AgNW nanomesh löten erzeugt und verstärkt die leitende Netzwerk. Das chemisch modifizierte AgNW Dünnfilm wurde dann auf Polyurethan (PU) Substrate durch Gussverfahren transferiert. Die gelöteten AgNW Dünnschichten auf PU zeigte keine offensichtliche Änderung der elektrischen Leitfähigkeit unter Dehnung oder rolling Prozess mit Dehnung Stämme bis zu 120%.
Introduction
Verformbaren elektronischen Geräten mit großer Dehnbarkeit als kritisch Teile zur Realisierung integrierte und tragbare Elektronik in der nächsten Generation identifiziert. 1 Diese dehnbaren elektronischen Vorrichtungen zeigen nicht nur eine hohe Flexibilität wie diese elektronischen Geräte auf Kunststoffplatten, 2, 3, sondern auch eine ausgezeichnete Leistung unter schweren Strecken oder Verdrehen Bedingungen. 4 Zu erkennen, die dehnbare Elektronik, Materialien mit großen elektrischen Leistung unter starken Verformung erforderlich ist. Jüngste Fortschritte in der Materialwissenschaften haben die Möglichkeit, solche funktionellen Materialien zu synthetisieren gezeigt und haben sie verwendet, um dehnbare optoelektronischen Bauelementen 5-9 mit großer Toleranz gegenüber komplexen Form Verformungen zu entwerfen. Unter allen elektronischen funktionalen Materialien dehnbaren Leiter erforderlich, um elektrische Leistung zu diesen optoelektronischen Bauelementen zu liefern und sind von entscheidender Bedeutung für die Leistung der Vorrichtung bei.Weil regelmäßige leitenden Materialien, wie Metall oder Indium-Zinnoxid, mangelnde mechanische Robustheit unter großen Verformungen, sind Verbindungen aus diesen Materialien nicht in der Lage eine gute elektrische Leitfähigkeit unter Streckprozess aufweisen. Somit elastische Substrate mit einer dünnen Schicht eines flexiblen, leitfähigen Materialien, wie Kohlenstoff-Nanoröhre, 1 Graphen 10 oder AgNWs abgedeckt, 11-14 sind für Leiter mit ausgezeichneter Dehnbarkeit gestaltet. Aufgrund der hohen Masse-Leitfähigkeit haben AgNW dünnen Filmen gezeigt worden, um das vielversprechendste Material für Verbund dehnbaren Leiter zu sein. 13 Die sickert Netzwerke von AgNW Dünnfilme können effektiv in Reckvorgang mit großer elektrische Leitfähigkeit unterzubringen großen elastischen Verformungen und gelten als eine viel versprechende dehnbare Elektrode Kandidaten. Um AgNW Dünnfilme als dehnbare Leiter umzusetzen, ist es notwendig, wirksame elektrische Kontakte zwischen AgNWs haben. Nach Flüssigkeitsabscheidung eind Trocknung auf Substratoberflächen, AgNWs regelmäßig aufeinander zu stapeln, um einen sickert Mesh mit losen Kontaktstellen, die in großen elektrischen Widerstände ergeben bilden. Somit muss man, um die Kontakte zwischen den Nanodrähten durch Hochtemperatur-oder Hochdruck Glühverfahren 15-20 tempern, um die Kontaktwiderstände zu verringern.
Im Gegensatz zu diesen Glühprozesse in der Literatur, hier werden wir eine einfache chemische Verfahren zeigen, den AgNW Netzwerkverbindungen unter normalen Laborbedingungen zu glühen. 21 Der Herstellungsprozess ist de 4A gezeigt. Eine reaktive Tinte verwendet wird, um das Spray zu sintern beschichtet AgNW dünne Filme auf einer Glasplatte. Nach der Reaktion werden die Kontakte zwischen den Nanodrähten mit Silber überzogen und damit die AgNW Netzwerk chemisch miteinander verlötet. Gegossener-and-Peel-Methode wird dann verwendet, um den gelöteten AgNW Netzwerk zu einem dehnbaren PU Substrat zu übertragen, um eine Verbundleiter, der keine offensichtliche Änderung aufweisen kann, Form In elektrische Leitfähigkeit auch bei großen Dehnung von 120%.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die chemische Lötprozess kann dazu beitragen, den Kontakt zwischen Silber-Nanodrähten. Wie in 4b gezeigt, werden die Ader / Ader Kreuzungen mit Silber nach dem Auftragen der reaktiven Silbertinte auf das Spray beschichtet AgNW Dünnfilm bedeckt. Silber-Rückgewinnungs beruht stark auf der von DEA Abbau erzeugten Formaldehyds und damit das Lötverfahren oder Silber Reduktion kann mit zunehmender Temperatur beschleunigt wird. 22. Da die Metalloberflächen der AgNWs wirksame Elektronenaustausc…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors are grateful for the financial support from Ministry of Science and Technology.
Materials
| Silver nanowire | Sigma-Aldrich | 778095-25ML | AgNW, 120 nm in diameter and 20-50 mm in length, 0.5 wt% in IPA |
| Silver nitrate crystal | Macron Fine Chemicals | MK216903 | |
| Diethanolamine | Sigma-Aldrich | D8885-500G | |
| Polyurethane emulsion | First Chemical | 20130326036 | 35 wt% water-based anionic polyester-polyurethane emulsion |
| Airbrush | Taiwan Airbrush & Equipment | AFC-sensor | |
| Desktop robot | Dispenser Tech | DT-200 | |
| Digital dispenser controller | Dispenser Tech | 9000E | |
| Auto-spraying program | Dispenser Tech | Smart robot edit version 3.0.0.5 | |
| Air compressor | PUMA Industrial | NCS-10 | |
| Linear motorized stage | TANLIAN E-O | Customized | |
| Stage control software | TANLIAN E-O | Customized | |
| Digital multimeter | HILA INTERNATIONAL | DM-2690TU | |
| Digital multimeter software | HILA INTERNATIONAL | NA | |
| Power supply | CHERN TAIH | CT-605 | |
| LED | PChome | M08330766 | http://www.pcstore.com.tw/sun-flower/M08330766.htm |
Referencias
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