硅胶基衬底表面高分辨复杂可延展电路的印刷制备

 柔性可延展电子因其能够适应非平面工作环境,将突破现有电子器件的应用范围,促进信息与人的融合,在智能穿戴电子、柔性显示、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。本文提出利用印刷结合真空抽滤方法实现硅胶基衬底表面高分辨复杂可延展电路的制备;研究了丝网印刷工艺实现微孔滤膜表面银纳米线（Ag NWs）图形化沉积的分辨率;讨论了Ag NWs线长、抽滤真空度等因素对沉积分辨率的影响,实现了Ag NWs图形化50 μm线径分辨率及间隔分辨率。本文还研究了硅胶基衬底表面微电极的电阻均一性及拉伸电阻稳定性,并结合电极表面微结构的变化详细讨论了屈曲褶皱结构的出现对微电极拉伸电阻的影响,实现了100 μm线宽微电极100%拉伸幅度下电阻增加仅为初始值的40%。最后,通过集成LED芯片演示了面料基底表面柔性可延展发光电路。本研究对于柔性可延展电路的制备提供了新的思路。     

银纳米线柔性透明导电薄膜的制备

采用多元醇法制备了直径约40 nm、长径比约300的银纳米线.以聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(polyethylene terephthalateco-1,4-cylclohexylenedimethylene terephthalate, PETG)膜为基底,采用旋涂法制备了银纳米线柔性透明导电薄膜,探究了不同辅助成膜剂对成膜性能的影响.发现以黄原胶为辅助成膜剂制备的银纳米线薄膜具有较理想的透明性和导电性;银纳米线分散液沉积密度对银纳米线薄膜的透明性和导电性有重要影响,当沉积密度为10 mg/cm²时,银纳米线薄膜的透光率和导电性能最优;弯曲测试结果表明,银纳米线薄膜具有很好的柔韧性.     

石墨烯银纳米线透明导电薄膜的制备进展

透明导电薄膜是触摸器件以及液晶显示器等的重要组成部分,制备透明导电薄膜的材料主要有金属氧化物、导电聚合物、碳材料、金属材料和复合材料等。其中,一维银纳米线和二维石墨烯材料制备透明导电薄膜具有光电性能优异、化学性能稳定和柔韧性好等特点,有望应用于柔性电子设备中。介绍了石墨烯银纳米线透明导电薄膜常用的制备方法：旋涂法、真空抽滤法、棒涂法、喷涂法、滴涂法等5种以及各种制备方法的优缺点;总结了石墨烯银纳米线复合薄膜的应用领域;展望了石墨烯银纳米线透明导电薄膜的发展前景。     

银纳米线熔化过程的分子动力学模拟

采用分子动力学方法和量子修正的Sutton-Chen（QSC）多体势研究了不同尺寸的银纳米线的熔化动力学过程．模拟结果表明；银纳米线的熔点要比银的体材料的熔点低得多，并且与纳米线的直径的倒数成线性关系，当纳米线的直径越大时，其熔点越高，表现出了明显的尺寸效应．银纳米线的熔化过程首先从表面开始，并逐步向内部发展，直至核心区域．当温度高于熔点时，银纳米线逐渐熔化、断裂，最后形成球形团簇．     

银纳米线/石墨烯复合薄膜的制备及其透明导电性能

研究了不同浓度银纳米线对单层石墨烯薄膜的透明性和导电性的影响.紫外-可见漫反射光谱表明,银纳米线/石墨烯复合薄膜的透光率达到85.60%;四探针电阻测试仪表明,银纳米线/石墨烯复合薄膜的方块电阻为0.210 kΩ.     

柔性电路粘结失效的研究

用俄歇电子能谱仪和傅里叶变换红外光学显微镜对柔性电路粘结失效部位的界面层、 电路基片、 导电层和粘结树脂等进行了测试与分析, 探讨了粘结失效的原因.     

银纳米线与氧化石墨烯复合物的制备及其抗菌性能研究

为了获得具有良好抗菌活性的材料,制备氧化石墨烯与银纳米线的复合材料.通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱对制备的氧化石墨烯、银纳米线和氧化石墨烯与银纳米线复合材料进行表征.以大肠杆菌为试验菌株进行抗菌性能试验.结果表明,氧化石墨烯与银纳米线复合材料具有明显的抗菌作用.从氧化应激理论和膜损伤理论等方面探讨了抗菌材料的抗菌机制.以DMPO(5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物)和TEMP(2,2,6,6-四甲基哌啶)为捕获剂,采用ESR方法分别测定了材料在光照射下产生的3种活性氧(O·-2,1 O2,·OH),并采用扫描电镜法观察大肠杆菌的微观形态.     

银纳米线的制备及梳直

以DNA为模板在溶液中制备出了韧性好、颗粒吸附均匀且粗细可调的银纳米线.通过葡萄糖封装,观察到大量相互缠绕的银纳米线.在云母衬底表面经过梳直得到的银纳米线呈直线、长度约10-15μm、排列整齐有序且有统一取向.     

丝网印刷碳纳米管显示器驱动电路的研制

为解决采用丝网印刷技术制作的碳纳米管显示器件(CNT-FED)驱动电压高、亮度均匀性差的问题,设计并实现了电压控制的寻址与显示分离型的驱动电路.采用分离高压控制器件实现了行、列驱动电压波形,并利用反向高压控制暗像素点,不仅能满足丝网印刷CNT-FED 700~1 000 V的高压驱动要求,并且有效抑制了漏电流导致的串亮现象.在各行电路上设计了限流电阻,对场发射电流起到反馈作用,有效改善了亮度均匀性.该驱动电路成本低,且从电路角度提升了丝网印刷CNT-FED的亮度和发光均匀性.测试结果表明:由新电路驱动的CNT-FED可实现动画显示,峰值亮度可达到1 400 cd/m2.     

柔性可拉伸电路一体化打印技术及系统开发

为解决现有制造方法普遍存在制作工艺复杂、制备时间长和制造成本高等问题,提出了一种基于液态金属的柔性可拉伸电路一体化打印的新技术,并搭建了柔性可拉伸电路一体化打印系统.系统采用并联排布式多喷头结构,利用气压驱动打印封装和基底材料,并利用电流体动力喷射沉积打印液态金属导线,可以实现基底、导电线路和封装层的一体化打印.工艺实验揭示了气压对PDMS基底厚度,供料流量对金属导线线宽的影响规律,成功制备了柔性LED电路.实验结果表明,该柔性可拉伸电路打印方法工艺简单,打印的柔性电路具有较好的柔性和可拉伸性.     

基于石墨烯/聚苯胺纳米线阵列复合薄膜的柔性超级电容器

该文报道了基于石墨烯/聚苯胺纳米线阵列自支撑薄膜的柔性超级电容器.首先通过抽滤方法制备了柔性的石墨烯自支撑薄膜,然后在石墨烯薄膜表面原位生长聚苯胺纳米线阵列,得到了石墨烯/聚苯胺纳米线阵列柔性复合薄膜.同时,基于该柔性薄膜组装出三明治结构的柔性超级电容,并测试了其电化学性能.结果表明复合的薄膜具有优异的比电容（278Fg？1）和循环稳定性（循环8000次,容量保持80%）.     

MWCNT/ZnO纳米线复合阴极薄膜的场发射特性

实验提出以多壁碳纳米管（MWCNT）/ZnO纳米线复合材料作为场发射阴极薄膜,研究其图形化制备工艺以及其场发射特性。用丝网印刷工艺制备图形化MWCNT/ZnO纳米线复合阴极薄膜,实验获得合适的浆料配比以及适合的烘烤和烧结温度。对MWCNT/ZnO纳米线样品进行SEM分析和场发射特性测试,发现图形化阴极设计提高了场发射电流,并且改善场发射发光均匀度;材料组分的低维化明显降低场发射开启电压;加电老练处理有效改善场发射特性。     

石墨烯基墨水的制备及其在印刷电子中的应用

 石墨烯材料具有优异的导电性、柔性、化学稳定性等特征,在印刷电子领域中具有广阔的应用前景。概述了石墨烯材料的宏量制备方法,结合喷墨打印、丝网印刷和3D打印等方法介绍了石墨烯墨水制备的技术特点和要求,展示了石墨烯在印刷电子功能器件中的应用,主要类型包括透明导电薄膜、柔性电路、超级电容器和可穿戴传感器等。总结了该领域当前研究进展中存在的问题和挑战,从材料设计、加工制备和器件应用方面进行了展望。在未来发展中可通过丰富石墨烯打印线路的结构形式,并注重利用组装的策略增强结构有序性,实现多功能、高性能的器件制备和应用。     

利用银纳米线的激发得出的聚焦光束偏振分布性质

利用银纳米线独特的等离激元激发和传播性质,观测了出射端光强随着激发端聚焦激光束数值孔径变化而变化的趋势.经过归一化后,发现依赖于垂直光传播方向偏振分量的光强度随着光数值孔径的增大而减小,为聚焦光束存在沿光轴方向偏振的理论提供了实验证据.     

柔性可伸缩风筒的研究

采用无刚性骨架的普通柔性风筒，加一个导向筒制成一种新型的柔性可伸缩风筒。它克服了目前使用的柔性可伸缩风筒制作工艺复杂、风阻大等方面的缺点。     

基于银纳米颗粒/铜纳米线复合材料的电化学无酶葡萄糖传感器

以抗坏血酸为还原剂在均匀的铜纳米线(CuNWs)表面将硝酸银还原,成功制备出不同负载量的Ag纳米颗粒均匀生长在铜纳米线(AgNPs/CuNWs)上的复合材料.利用循环伏安法检测AgNPs/CuNWs修饰电极对葡萄糖的电催化性能,发现Ag颗粒负载量质量分数为5.57%时具有最佳的电流响应,同时对葡萄糖分子表现出良好的电催化活性,灵敏度高达693.1μA (mmol/L)^-1 cm^-2,宽线性范围0.01～4.18 mmol/L,低检测限为3.4μmol/L(S/N>3),对血液中的一些干扰物具有出色的抗干扰性,并具有超过两周的高稳定性.此无酶葡萄糖传感器表现出良好的稳定性和高选择性,在电化学无酶葡萄糖检测中具有良好的应用前景.     

不同长径比银纳米线/PEDOT:PSS复合透明电极的制备和研究

聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)因其优良的透光性和延展性等特点被广泛用作柔性透明电极,为了改善其导电性能及提高可加工性能,将利用连续多步法(SMG)合成的银纳米线(Ag NWs)和二甲基亚砜(DMSO)与之共同混合,形成稳定的杂化“墨水”。在玻璃衬底上,利用旋涂法制备的复合薄膜的导电性和透光性都较优异,其中最优的复合薄膜在550 nm波长处透光性达到了93. 5%,表面方块电阻为25Ω/sq。实验中发现长径比较长的Ag NWs制备的薄膜因其提供了较好的交叉网络和减少了纳米线间的节点电阻,性能会更加优越。将杂化墨水旋涂到柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的衬底上,其导电性和透光性差异不大,并且表现出良好的可折叠弯曲性,这将有望大规模应用于柔性器件。     

TiO2纳米线的制备及在柔性染料敏化太阳能电池中的应用

采用水热法制备锐钛矿TiO2纳米线(TNWs),用X射线衍射和扫描电子显微镜对TNWs的形貌及其成分进行表征.将制备好的TNWs与TiO2混合,以乙醇、水作为分散剂制备稳定均一的TiO2胶体.采用刮涂法在ITO/PEN衬底上低温制备了柔性光阳极和染料敏化太阳能电池(DSSC),对其进行形貌及光电性能等表征和测试,分析TNWs的量对电池性能的影响.结果表明,加入TNWs可达到增加电子传导从而提高电池效率的目的.经优化发现,掺入质量分数为5.0%的TNWs时,电池的性能最好,所组装的柔性DSSC在100mW/cm2模拟太阳光照下,光电转换效率达2.59%.     

BST铁电厚膜的丝网印刷制备工艺研究

对丝网印刷制备BST铁电厚膜工艺中的粉体合成、浆料配置、烧结条件等进行了研究,采用X射线衍射、透射电镜和扫描电子显微镜及配套的能谱仪对制备的BST粉体与厚膜样品的微观结构、成分进行测试分析.结果表明,在氧化铝衬底上一次印刷湿膜,经1 230～1 260℃烧结0.5 h后可获得单相钙钛矿结构,平均晶粒尺寸可达0.5μm且...     

丝网印刷法制备纸质SERS基底及其性能研究

以绘画纸、白卡纸和坐标纸为衬底,采用丝网印刷银油墨,制备了高效的表面增强拉曼散射(SERS)基底,结果表明:银薄膜/绘画纸的SERS活性最佳,其次是银薄膜/白卡纸和银薄膜/坐标纸,对结晶紫的最低检测限分别为10-8,10-7和10-7 mol·L-1.此外,在同一银薄膜/绘画纸表面随机选取10个不同位置,在特征峰913...