Un procédé de fabrication pour les conducteurs hautement extensible avec de l'argent nanofils
Summary
A simple synthesis method is used to chemically solder silver nanowire thin film to fabricate highly stretchable and conductive metal conductors.
Abstract
Électronique élastique sont identifiés comme une technologie clé pour les applications électroniques de la prochaine génération. Un des défis dans la fabrication de dispositifs électroniques étirable est la préparation de conducteurs extensibles avec une grande stabilité mécanique. Dans cette étude, nous avons développé un procédé de fabrication simple à souder chimiquement les points de contact entre les réseaux de nanofils d'argent (AgNW). AgNW nanomesh a été déposé d'abord sur une lame de verre par l'intermédiaire d'un procédé de revêtement par pulvérisation. Une encre réactive composée de nanoparticules d'argent (AGNPS) précurseurs a été appliquée sur la pulvérisation revêtu films minces AgNW. Après chauffage pendant 40 min, AGNPS ont été préférentiellement générés au cours des jonctions de nanofils de souder les nanomesh AgNW, et renforcé le réseau conducteur. Le film mince AgNW chimiquement modifié a ensuite été transféré à du polyuréthane (PU) substrats par méthode de coulée. Les films minces AgNW soudés sur PU ne présentaient pas de changement évident de la conductivité électrique sous étirement ou rollinProcédé d'allongement avec des souches g jusqu'à 120%.
Introduction
Appareils déformables avec une grande extensibilité ont été identifiés comme des pièces essentielles à la réalisation de l'électronique portable et portables de la prochaine génération. 1 Ces appareils extensibles montrent non seulement une grande flexibilité que ces appareils sur des feuilles de plastique, 2, 3, mais aussi présenter une excellente la performance dans des conditions d'étirement ou une torsion grave 4. Pour réaliser les électronique élastique, matériaux avec grande performance électrique sous une déformation importante est nécessaire. Les récents progrès dans les sciences des matériaux ont montré la possibilité de synthétiser ces matériaux fonctionnels et les ont utilisées pour concevoir des dispositifs optoélectroniques extensibles 5-9 avec une grande tolérance aux déformations de forme complexe. Parmi tous les matériaux fonctionnels électroniques, conducteurs extensibles sont nécessaires pour alimenter en énergie électrique les dispositifs optoélectroniques et sont d'une importance critique pour les performances de l'appareil ainsi.Parce que les matériaux conducteurs réguliers, comme le métal ou oxyde d'indium-étain, manque de robustesse mécanique sous grande déformation, les interconnexions en ces matières sont incapables de présenter une bonne conductivité électrique sous processus d'étirement. Ainsi, des substrats élastiques recouvertes d'une fine couche de matériaux conducteurs souples, tels que des nanotubes de carbone, une graphène, 10 ou AgNWs, 11 à 14 sont conçus pour être conducteurs avec une excellente aptitude à l'étirage. En raison de la conductivité apparente élevée, films minces AgNW ont été montré pour être le matériau le plus prometteur pour les conducteurs extensibles composites. 13 Les réseaux de percolation de films minces AgNW peut effectivement accueillir de grandes déformations élastiques dans le processus d'étirement avec une grande conductance électrique, et sont considérés comme une électrode extensible candidat prometteur. Pour mettre en œuvre des films minces AgNW que conducteurs extensibles, il est nécessaire d'avoir des contacts électriques efficaces entre AgNWs. Après le dépôt d'un liquided séchage sur des surfaces de substrat, AgNWs pile régulièrement ensemble pour former un maillage de percolation avec des points de contact en vrac, qui produisent en grandes résistances électriques. Ainsi, on a besoin de recuire les contacts entre les nanofils par haute température ou haute pression méthodes de recuit 15-20 pour réduire les résistances de contact.
Contrairement à ces procédés de recuit dans la littérature, ici, nous allons montrer un procédé chimique simple pour recuire AgNW connexions de réseau dans des conditions de laboratoire normales. 21 Le procédé de fabrication est représenté sur la figure 4A. Une encre réactif est utilisé pour fritter la pulvérisation revêtus de couches minces sur AgNW une plaque de verre. Après réaction, les contacts entre les nanofils sont recouverts d'argent, et donc le réseau AgNW est soudé chimiquement ensemble. Une méthode de coulée et de Peel est ensuite utilisé pour transférer le réseau AgNW soudée à un substrat PU étirable pour former un conducteur composite, qui peut présenter aucun changement évident in conductivité électrique, même à grande contrainte de traction de 120%.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le processus de soudage chimique peut aider à renforcer le contact entre les nanofils d'argent. Comme le montre la figure 4b, les jonctions fil / de fils sont recouverts d'argent après l'application de l'encre d'argent par pulvérisation réactive sur le film mince revêtu AgNW. La récupération de l'argent repose fortement sur le formaldéhyde généré par la dégradation de DEA, et ainsi le processus de brasage ou de réduction de l'argent peut être accélérée …
Divulgations
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 |
References
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