材料沉积喷墨打印及
涂层系统解决方案
材料沉积喷墨打印及
涂层系统解决方案
香港理工大学纺织及服装学系郑子剑教授研究团队十多年来一直聚焦柔性电子材料器件领域，其团队人员通过使用MicroFab的Inkjet技术（纳米材料沉积喷墨打印系统 Jetlab 4），在先进界面材料及柔性电子器件领域开展了一系列开创性研究工作，本次介绍了其在聚合物辅助金属沉积化学法制柔性金属电极的理论基础、方法拓展及器件应用方面的研究。 介绍由Cu（一种低成本且高导电性的金属）制备喷墨印刷油墨已受到科学家的 大关注，其可降低印刷电子产品的生产成本，但非贵金属（如Cu和Ni）在纳米颗粒沉积和高温烧结过程中容易形成非导电氧化物。郑子剑教授研究团队开发了一种解决方案策略聚合物辅助金属沉积以制造高导电性、可折叠、可拉伸和可压缩的金属电极。 喷墨打印是一种无掩模、非接触、可图案化的技术，允许使用计算机设计沉积低成本薄膜材料，用于柔性和可穿戴电子设备喷墨印刷的Cu电极可以代替贵金属（例如Au或Ag）来制造高质量的柔性电子器件，研究所用喷墨打印机如图一所示，为MicroFab公司的Jetlab4。
▲ 图2 a）塑料袋上使用Inkjet打印的铜电极的光学照片。b） 塑料袋上基于干凝胶的Cu电极表面放大视图的光学显微图像。c） 塑料袋上喷墨打印的电路形成一个有效的回路，可以为LED灯供电。
▲ 图3 橡胶气球（乳胶膜）表面打印的铜电路。a） 乳胶膜在其表面形成喷墨打印的电路。在整个金属电极制造过程之后，胶乳膜在两个方向上保持150%的拉伸状态。b） 乳胶膜在其拉伸程度释放后。c） 乳胶膜在拉伸至其原始尺寸200%时的照片，c）一维和d）二维。
▲ 图4 a）预拉伸至原始尺寸400%的乳胶薄膜的光学图像。b） 在干凝胶上化学沉积的铜的光学照片，通过喷墨打印机图案化。c） 用Cu涂层拉伸薄乳胶膜的光学显微图像。d） 超柔性铜薄膜导体，独立的乳胶薄膜可以像球一样滚动，而不会损害其导电性。
▲ 图5 a）摩擦发电机工作原理示意图。b-c）使用PE和PET作为介电层和PAMD铜基作为导体的摩擦发电机的光学照片。d） 摩擦发电机产生的电能瞬间照亮LED灯的照片。e） 摩擦发电机在连续分离和闭合两个电介质层期间产生的能量的电流-时间曲线。 结论本文研究了通过喷墨打印机图案化的原始PAMD基Cu电极的高表面粗糙度、低打印精度和低沉积均匀性等问题的形成机制，具有低蒸发速率共溶剂的三溶剂共聚物油墨可以启动自调平机制，以平滑喷墨打印的图案接缝处的原始不规则厚度分布，基于PAMD的Cu电极成功地打印在塑料薄膜（PE薄膜）和薄乳胶膜，以形成柔性和可拉伸的电极。因此，新一代基于PAMD的铜电极在智能包装、柔性机器人、电子皮肤等许多研究领域具有良好的应用潜力。 参考文献： [1] Wang, Shuaichen. Xerogel-based Cu electrode inkjet printed on plastic substrate[D]. Hong Kong Polytechnic University, 2021 ____________________________________________________________________________________________________________________________ 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。 |
