Un metodo di fabbricazione di conduttori è molto estensibile con argento Nanofili
Summary
A simple synthesis method is used to chemically solder silver nanowire thin film to fabricate highly stretchable and conductive metal conductors.
Abstract
Elettronica elastica sono identificati come una tecnologia chiave per applicazioni elettroniche nella prossima generazione. Una delle sfide nella fabbricazione di dispositivi elettronici estensibili è la preparazione di conduttori estensibili con grande stabilità meccanica. In questo studio, abbiamo sviluppato un semplice metodo di fabbricazione di saldare chimicamente i punti di contatto fra l'argento nanowire (AgNW) le reti. AgNW nanomesh stato depositato su un vetrino con metodo di rivestimento a spruzzo. Un inchiostro reattivo composto di nanoparticelle d'argento (AGNPS) precursori è stato applicato sopra lo spray rivestita film sottili AgNW. Dopo il riscaldamento per 40 minuti, sono stati AGNPS preferenzialmente generati negli incroci nanowire per saldare il nanomesh AgNW, e rafforzato la rete di conduzione. Il film sottile AgNW modificati chimicamente è stato poi trasferito in poliuretano (PU) substrati con il metodo di fusione. I film sottili saldati AgNW su PU esibito alcun cambiamento evidente nella conduttività elettrica sotto stiramento o rolling processo con allungamento ceppi fino al 120%.
Introduction
Dispositivi elettronici deformabili con grande elasticità sono stati identificati come parti critiche alla realizzazione di elettronica indossabile e portatile nella prossima generazione. 1 Tali dispositivi elettronici estensibili mostrano non solo una grande flessibilità come quei dispositivi elettronici su fogli di plastica, 2, 3, ma anche esporre eccellente prestazioni in gravi condizioni di stretching o torsioni. 4 Per realizzare gli elettronica elastica, è necessario materiali con ottime prestazioni elettrico sotto grandi deformazioni. I recenti progressi nella scienza dei materiali hanno dimostrato la possibilità di sintetizzare tali materiali funzionali e li hanno utilizzati per la progettazione di dispositivi optoelettronici estensibili 5-9 con grande tolleranza alle deformazioni di forma complessa. Tra tutti i materiali elettronici funzionali, conduttori estensibili sono necessari per fornire energia elettrica ai dispositivi optoelettronici e quindi sono di importanza critica per le prestazioni del dispositivo.Poiché materiali conduttori regolari, come metallo o ossido di indio e stagno, mancanza di robustezza meccanica ai grandi deformazioni, interconnessioni in queste materie sono in grado di mostrare una buona conduttività elettrica sotto stiramento. Quindi, substrati elastici ricoperti da un sottile strato di materiali conduttori flessibili, come nanotubi di carbonio, grafene 1, 10 o AgNWs, 11-14 sono progettati per conduttori con eccellente estensibilità. A causa della elevata conducibilità bulk, film sottili AgNW hanno dimostrato di essere il materiale più promettente per conduttori compositi estensibili. 13 Le reti di percolazione di film sottili AgNW può ospitare efficacemente grandi deformazioni elastiche nel processo di stiro con grande conduttanza elettrica, e sono considerati come un promettente candidato elettrodo estensibile. Per implementare film sottili AgNW come conduttori estensibili, è necessario avere contatti elettrici effettivi tra AgNWs. Dopo la deposizione un liquidod essiccazione su superfici del substrato, AgNWs pila regolarmente insieme per formare una maglia di percolazione con punti di contatto sciolti, che producono in grandi resistenze elettriche. Così, uno ha bisogno di ricottura i contatti tra nanofili di alta temperatura o alta pressione metodi di ricottura 15-20 per ridurre le resistenze di contatto.
In contrasto con questi processi di ricottura in letteratura, qui, si dimostrerà un semplice metodo chimico per temprare AgNW connessioni di rete in condizioni di laboratorio regolari. 21 Il processo di fabbricazione è mostrato in Figura 4A. Un inchiostro reattivo viene utilizzato per sinterizzare spray rivestiti film sottili AgNW su una lastra di vetro. Dopo la reazione, i contatti tra nanofili sono coperti con argento e quindi la rete AgNW è saldato chimicamente insieme. Metodo ghisa e buccia viene quindi utilizzato per trasferire la rete AgNW saldato ad un substrato elastico PU per formare un conduttore composito che può esibire alcun cambiamento evidente in conducibilità elettrica anche a grande sforzo a trazione di 120%.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il processo di saldatura chimica può contribuire a rafforzare il contatto tra nanofili d'argento. Come mostrato di Figura 4b, le giunzioni filo / filo sono coperti con argento dopo l'applicazione dell'inchiostro argento reattiva nel getto rivestito AgNW film sottile. Il recupero dell'argento fortemente basata sulla formaldeide generato da DEA degradazione, e quindi il processo di saldatura o la riduzione d'argento può essere accelerato con l'aumentare della tem…
Divulgazioni
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 |
Riferimenti
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