Un método de fabricación de conductores altamente extensibles con nanocables de plata
Summary
A simple synthesis method is used to chemically solder silver nanowire thin film to fabricate highly stretchable and conductive metal conductors.
Abstract
Electrónica estirable se identifican como una tecnología clave para las aplicaciones electrónicas en la próxima generación. Uno de los retos en la fabricación de dispositivos electrónicos extensibles es la preparación de los conductores extensibles con gran estabilidad mecánica. En este estudio, hemos desarrollado un método de fabricación sencilla para soldar químicamente los puntos de contacto entre los nanocables de plata (AgNW) redes. AgNW nanomalla fue depositado primero sobre un portaobjetos de vidrio mediante el método de revestimiento por pulverización. Una tinta reactiva compuesta de nanopartículas de plata (AGNPS) precursores se aplicó el aerosol recubierto AgNW películas delgadas. Después de calentar durante 40 minutos, AGNPS se generaron preferentemente sobre las uniones de nanocables para soldar el nanomalla AgNW, y reforzaron la red conductora. A continuación, la película delgada AgNW químicamente modificada se transfirió a poliuretano (PU) sustratos por medio de fusión. Los AgNW películas delgadas soldadas en PU exhibieron ningún cambio evidente en la conductividad eléctrica bajo estiramiento o Rolling proceso de alargamiento con las cepas de hasta 120%.
Introduction
Dispositivos electrónicos deformables con gran capacidad de estiramiento han sido identificados como partes críticas para la realización de la electrónica portátiles y portátiles en la siguiente generación. 1 Esos dispositivos electrónicos estirables no sólo muestran una gran flexibilidad como aquellos dispositivos electrónicos en láminas de plástico, 2, 3, sino también exhibir excelente rendimiento bajo severas condiciones de estiramiento o torsión. 4 Para darse cuenta de la electrónica estirable, se necesitan materiales con gran actuación eléctrica en grandes deformaciones. Avances recientes en la ciencia de los materiales han demostrado la posibilidad de sintetizar tales materiales funcionales y los han utilizado para diseñar dispositivos optoelectrónicos estirables 5-9 con gran tolerancia a las deformaciones forma compleja. Entre todos los materiales funcionales electrónicos, conductores estirables son necesarias para suministrar energía eléctrica a los dispositivos optoelectrónicos y por lo tanto son de importancia crítica para el rendimiento del dispositivo.Debido a que los materiales conductores regulares, como metal o de óxido de indio y estaño, la falta de robustez mecánica bajo gran deformación, interconexiones de estas materias son incapaces de presentar una buena conductividad eléctrica en proceso de estiramiento. Por lo tanto, los sustratos elásticos cubiertos con una fina capa de materiales conductores flexibles, tales como nanotubos de carbono, 1 grafeno, 10 o AgNWs, 11-14 de están diseñados para conductores con una excelente capacidad de estiramiento. Debido a la alta conductividad a granel, AgNW películas delgadas se han demostrado para ser el material más prometedor para conductores estirables compuestas. 13 Las redes de percolación de AgNW películas delgadas puede acomodar eficazmente grandes deformaciones elásticas en proceso de estiramiento con gran conductancia eléctrica, y se consideran como un candidato electrodo estirable prometedor. Para implementar AgNW películas delgadas como conductores extensibles, es necesario contar con contactos eléctricos eficaces entre AgNWs. Después de una deposición líquidad secado sobre superficies de sustrato, AgNWs apilan regularmente entre sí para formar una malla de percolación con puntos de contacto sueltos, que producen en grandes resistencias eléctricas. Por lo tanto, hay que recocer los contactos entre los nanocables de alta temperatura o de alta presión métodos de recocido 15 a 20 para reducir las resistencias de contacto.
En contraste con estos procesos de recocido en la literatura, aquí, vamos a demostrar un método químico simple para recocer AgNW conexiones de red bajo condiciones regulares de laboratorio. 21 El proceso de fabricación se muestra pt la Figura 4A. Una tinta de reactivo se utiliza para sinterizar el aerosol recubiertos AgNW películas delgadas sobre una placa de vidrio. Después de la reacción, los contactos entre nanocables están cubiertas con plata y por lo tanto la red AgNW se sueldan juntos químicamente. Un método de fundido y la cáscara se utiliza entonces para transferir la red AgNW soldado a un sustrato de PU estirable para formar un conductor de material compuesto, que puede exhibir ningún cambio obvio iconductividad eléctrica n incluso a gran deformación por tracción de 120%.
Protocol
Representative Results
Discussion
El proceso de soldadura química puede ayudar a reforzar el contacto entre los nanocables de plata. Como se muestra pt la Figura 4b, las uniones de alambre / cable están cubiertas con plata después de aplicar la tinta de plata reactiva sobre el spray revestido AgNW película delgada. La recuperación de la plata depende en gran medida del formaldehído generado a partir de la degradación de DEA, y por lo tanto el proceso de soldadura o la reducción de plata puede ser acelerada al au…
Declarações
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 |
Referências
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