基于銀納米線導(dǎo)電材料的透明柔性電路
隨著科技的不斷發(fā)展，各種透明柔性電子設(shè)備快速發(fā)展起來。但相比于透明柔性導(dǎo)電材料，透明柔性電路的研究還存在很多問題，很多透明柔性電路的研究僅僅停留在基底透明而電路不透明的水平。近日，大連大學(xué)的孫晶教授課題組以聚二甲基硅氧烷（PDMS）為柔性基底，銀納米線（AgNWs）為導(dǎo)電材料，設(shè)計了一種透明柔性電路，克服了以往透明柔性電路部分透明的弊端，實現(xiàn)了真正全透明的柔性電路。相關(guān)研究工作發(fā)表于Chemical Communications，并被選為2018年54卷第39期的底封文章。
研究人員首先在PDMS上進行實驗，利用旋涂技術(shù)將AgNWs溶液均勻地鋪展在經(jīng)過親水修飾的PDMS表面，透明柔性導(dǎo)電材料的透過率和電阻分別達到了90.86%和3.22 Ω?sq-1，在透明柔性導(dǎo)電材料領(lǐng)域處于領(lǐng)先水平（圖2）。
圖2. 透明柔性導(dǎo)電材料的制備流程
該研究團隊利用業(yè)已成熟的微流控制備技術(shù)，在透明柔性基底PDMS表面制作出具有各種復(fù)雜圖案的孔道，其精度可達到微米級；再將AgNWs鋪展到這些孔道中，使其同時具有高導(dǎo)電性。由于孔道對AgNWs的保護，這樣制備出的透明柔性電路還具有很強的耐磨性。透明柔性電路的制備過程如圖3所示。
圖3. 透明柔性電路的制備流程
該透明柔性電路不但具有良好的光學(xué)、電學(xué)特性，而且還具有良好的機械性能（圖4）。他們利用發(fā)光二極管和普通干電池對其導(dǎo)電性能進行測試，結(jié)果表明其導(dǎo)電性良好；對該電路進行向內(nèi)外180度的彎折、720度的扭曲及拉伸測試后，發(fā)光二極管的亮度基本維持不變。研究者還進一步探究了該透明柔性電路的應(yīng)用，通過電沉積的方法在電路的AgNWs上沉積Pd納米顆粒，并利用其對葡萄糖進行檢測，結(jié)果表明，該傳感器對葡萄糖檢測的靈敏度很高。
圖4. 透明柔性電路的性質(zhì)及其作為葡萄糖傳感器的應(yīng)用
該研究的獨創(chuàng)性在于解決了透明柔性電路制備中的兩個難題：（1）實現(xiàn)完全透明的柔性電路；（2）能隨心所欲地設(shè)計電路圖案。該研究建立的透明柔性電極制備方法簡便、質(zhì)量可控、技術(shù)指標優(yōu)異，可極大地推動可穿戴電子設(shè)備的發(fā)展。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金（21505013）和遼寧省自然科學(xué)基金（2015020660）的資助。
該論文作者為：Jing Sun, Wenhui Zhou, Haibo Yang, Xue Zhen, Longfei Ma, Dirk Williams, Xudong Sun and Ming-Fei Lang
Highly transparent and flexible circuits through patterning silver nanowires into microfluidic channels
Chem. Commun., 2018, 54, 4923, DOI: 10.1039/C8CC01438H
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