MicroFab Inkjet喷墨打印助力柔性电致变色器件制备

2025-09-23 13:34 睿度光电RUIDU

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东华大学先进纤维材料全国重点实验室张耀鹏教授团队通过使用MicroFab Jetlab 4高精度喷墨打印系统将具有良好分散性的聚苯胺（PANI）纳米片沉积在织物上，构筑了一种具有优异的电导性和柔韧性的“side-by-side”结构织物型柔性电致变色器件（FECD），在550 nm处的反射率达到22.9%，并在弯曲1000次后无明显的电致变色性能下降，在可穿戴智能服装和柔性纺织品显示器领域具有一定的应用潜力。

关键词：喷墨打印、柔性电致变色器件（FECD）、聚苯胺（PANI）纳米片、可穿戴智能服装、柔性显示

▶技术优势：研究MicroFab Jetlab 4高精度喷墨打印系统，通过精确控制墨滴工艺参数（峰值电压范围为35至45 V，时间为40至50μs）在预定位置将PANI油墨印刷在工作电极上，制备织物型FECD
▶结构创新：设计和构建一种基于织物的“并排”结构的FECD，其中工作电极和对电极在同一侧，是FECD的理想选择之一，自主研发的PVA基半固态电解质有效解决电解液的泄露问题，织物电**有优异的电导性和柔韧性。
▶性能优异：所制备的FECD在550 nm处的反射率达到22.9%，高于大多数报道的反射性电致变色器件，且该器件具有优异的可调显色能力，并在弯曲1000次后无明显的电致变色性能下降，证明了该织物基FECD具有优异的力学柔性和电致变色稳定性。

▲图1：织物基柔性电致变色器件的制备示意图
▲图2：织物基柔性电致变色器件的光学特性（a-b）不同电压下器件的反射率（a）和相应的光学照片（b）；（c）CIE色度图；（d-e）弯曲状态下器件的未着色（d）和着色（e）状态；（f）弯曲180°后器件的反射率

电致变色材料的光学属性（透光率、反射率和吸光度）可在电压作用下发生可逆变化，外观上呈现出不同颜色，被广泛应用于智能显示、可穿戴设备等领域。因此，构筑兼具良好电致变色性能和力学柔韧性的柔性电致变色器件（FECD）引发了研究者的关注。这就要求电极、电致变色材料、电解质等各组分均具有良好的柔韧性和界面结合力。本研究通过使用MicroFab Jetlab 4高精度喷墨打印系统将具有良好分散性的聚苯胺（PANI）纳米片沉积在织物上，构筑了一种具有优异的电导性和柔韧性的“side-by-side”结构织物型FECD，具有优异的力学柔性和电致变色稳定性，在可穿戴智能服装和柔性纺织品显示器领域具有一定的应用潜力。

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参考文献：

[1] Hongjie Xie, Shuanghong Peng, Xiangyu Huang,etc.Electrochromic Fabric Device Based on Lamellar Polyaniline through Inkjet Printing[J].Macromolecular Rapid Communications,2025,46(2400945).