材料沉积喷墨打印及
涂层系统解决方案
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北京印刷学院电子工程技术研究中心李路海教授研究团队利用MicroFab的Jetlab 4喷墨打印系统将Ag-MPA纳米颗粒打印到叉指电极上作为功能层以制备温度传感器，其灵敏度，在200℃时，可达5.12%℃-1。 介绍近年来，基于金属纳米颗粒的导电油墨由于其高导电性、低成本和环保性能，在柔性和印刷电子领域的快速发展的推动下受到了极大的关注。保护剂通常用于提高金属纳米颗粒悬浮液的稳定性。众所周知，保护剂可以吸附在纳米颗粒的表面上，从而控制其成核和生长速率，并防止所制备的纳米颗粒的团聚和沉淀。 北京印刷学院电子工程技术研究中心李路海教授研究团队在保护剂3-巯基丙酸（Ag-MPA）覆盖的基于Ag纳米颗粒的膜中发现的，薄层电阻在180和260℃之间表现出可逆的温度依赖性变化。温度传感器由叉指电极和基于Ag-MPA纳米颗粒的功能层组成（如图1所示）。
▲ 图1 喷墨打印温度传感器示意图 Ag-MPA膜的薄层电阻的温度依赖性基本上是可逆的，通过在180°C和260°C之间重复加热和冷却循环，已经证实了Ag-MPA膜电阻的可逆性质超过100倍。当膜经历加热或冷却过程时，Ag表面上MPA分子的gauche和trans构象之间的转变是膜的薄层电阻可逆性的潜在机制（如图2所示）。弱吸附和牢固吸附的MPA分子共存于Ag纳米颗粒表面，弱吸附的MPA分子导致AgMPA膜从绝缘转变为导电，牢固吸附的MPA分子导致了180℃和260℃之间的温度依赖性和可逆薄层电阻。
▲ 图2 在加热-冷却循环期间，MPA分子在Ag颗粒表面上的两种构象：a）gauche 和 b）trans 构象 由于薄层电阻的温度依赖性可逆性，Ag-MPA纳米颗粒膜可能是印刷温度传感器的潜在候选者，柔性温度传感器的完整印刷制造及其不同视图如图3所示。随着温度的升高，薄层电阻迅速降低（如图4所示），温度范围为180℃至210℃可以用作印刷温度传感器的测试范围，在200℃时温度传感器的灵敏度（S）可达5.12%℃-1。
▲ 图3 基于Ag-MPA纳米颗粒的全印刷温度传感器
▲ 图4 印刷传感器的薄层电阻变化相对于工作温度的比率 结论团队利用纳米材料沉积喷墨打印系统Jetlab 4研究了用于印刷温度传感器的3-巯基丙酸（Ag-MPA）分子覆盖的Ag纳米颗粒的薄层电阻的温度依赖性和可逆性，弱吸附和牢固吸附的MPA分子共存于Ag纳米颗粒表面使得Ag-MPA纳米颗粒作为功能层可以喷墨打印以制备温度传感器，这是一种新的温度敏感材料和器件，在未来的工作中可能会应用于柔性和可穿戴电子设备。 参考文献： [1] Mo L , Yang L , Wang Z , et al. On the temperature dependency and reversibility of sheet resistance of silver nanoparticles covered by 3-mercaptopropionic acid[J]. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2017, 28(5):4035-4043. ____________________________________________________________________________________________________________________________ p.s.为保持服务的专业性及稳定性，烦请通过以下方式与睿度光电联系，咨询邮箱：service@rd-mv.com，电话：+86-21-51816409。非常感谢您的关注，期盼与您合作并探索更多可能。 |
