Um método de fabricação para Condutores altamente extensível com prata Nanowires
Summary
A simple synthesis method is used to chemically solder silver nanowire thin film to fabricate highly stretchable and conductive metal conductors.
Abstract
Eletrônica elásticos são identificados como uma tecnologia fundamental para aplicações eletrônicas na próxima geração. Um dos desafios na fabricação de dispositivos eletrônicos elásticos é a preparação de condutores stretchable com grande estabilidade mecânica. Neste estudo, foi desenvolvido um método de fabricação simples para soldar quimicamente os pontos de contacto entre as redes de nanofios de prata (AgNW). AgNW nanomesh foi depositado em primeiro lugar sobre uma lâmina de vidro através do método de revestimento por pulverização. A tinta reativa composta de nanopartículas de prata (AGNPS) precursores foi aplicado sobre o spray revestido AgNW filmes finos. Após aquecimento durante 40 min, AGNPS foram gerados preferencialmente sobre as junções de nanofios para soldar o nanomesh AgNW, e reforçou a rede condutora. A película fina AgNW quimicamente modificada foi em seguida transferido para o poliuretano (PU) substratos por método de fundição. Os AgNW filmes finos soldadas na PU apresentaram nenhuma mudança óbvia na condutividade elétrica sob alongamento ou rolandog processo com alongamento cepas até 120%.
Introduction
Dispositivos eletrônicos deformáveis com grande capacidade de estiramento foram identificados como áreas críticas para a realização de eletrônicos vestíveis e portáteis na próxima geração. 1 Esses dispositivos eletrônicos esticáveis mostrar não só uma grande flexibilidade como os dispositivos eletrônicos em folhas de plástico, 2, 3, mas também apresentam excelente desempenho sob condições de estiramento ou torção graves 4. Para realizar a eletrônica elásticos, materiais com excelente desempenho elétrico sob grande deformação é necessário. Os recentes avanços na ciência dos materiais têm mostrado a possibilidade de sintetizar esses materiais funcionais e os usaram para projetar dispositivos optoeletrônicos esticáveis 5-9 com grande tolerância a deformações formas complexas. Entre todos os materiais funcionais eletrônicos, condutores elásticos são necessárias para fornecer energia eléctrica a esses dispositivos optoeletrônicos e, portanto, são de importância crítica para o desempenho do dispositivo.Como materiais condutores regulares, como o metal ou o óxido de índio-estanho, a falta de robustez mecânica sob grandes deformações, interliga feitos destes materiais são incapazes de apresentar uma boa condutividade eléctrica ao abrigo do processo de estiramento. Assim, substratos elásticos cobertos com uma camada fina de materiais condutores flexíveis, tais como nanotubos de carbono, 1 grafeno, 10 ou AgNWs, 11-14 são concebidos para condutores com uma excelente capacidade de estiramento. Devido à elevada condutividade granel, AgNW películas finas têm demonstrado ser o material mais promissor para condutores elásticos compósitos. 13 As redes de percolação de AgNW filmes finos pode efectivamente acomodar grandes deformações elásticas no processo de estiramento com grande condutância eléctrica, e são considerados um candidato promissor eléctrodo esticável. Para implementar AgNW filmes finos como condutores elásticos, é necessário ter contatos elétricos eficazes entre AgNWs. Depois de um líquido deposiçãod secagem em superfícies de substrato, AgNWs empilhar regularmente em conjunto para formar uma malha de percolação com pontos de contacto moles, que produzem em grandes resistências eléctricas. Assim, é necessário para recozer os contactos entre os nanofios de alta temperatura ou de alta pressão métodos de recozimento de 15-20 para reduzir as resistências de contacto.
Em contraste com estes processos de recozimento na literatura, aqui, iremos demonstrar um método químico simples para hibridar AgNW conexões de rede em condições laboratoriais normais. 21 O processo de fabrico está ilustrado na Figura 4A. A tinta reactiva é utilizada para sinterizar o spray AgNW películas finas revestidas sobre uma placa de vidro. Após a reacção, os contactos entre os nanofios são cobertas de prata e, portanto, a rede AgNW é soldada quimicamente juntos. Um método fundido e de casca é então utilizado para transferir a rede AgNW soldada a um substrato de PU extensível para formar um condutor compósito, que pode apresentar nenhuma alteração evidente in condutividade elétrica, mesmo em grande esforço de tensão de 120%.
Protocol
Representative Results
Discussion
O processo de soldagem química pode ajudar a reforçar o contato entre nanofios de prata. Como se mostra na Figura 4b, os cruzamentos de fio / fio são cobertas com prata após a aplicação da tinta de prata sobre a pulverização reactiva revestida AgNW película fina. A recuperação de prata depende fortemente do formaldeído gerado a partir da degradação de DEA, e, assim, o processo de soldadura ou de redução de prata pode ser acelerada com o aumento da temperatura. 22</s…
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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