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用于可拉伸电子器件的电极和互连的矩阵无关高导电复合材料

DOI:10.1021/acsami.8b21836 期刊:ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份:2019 更新时间:2025-11-14 17:28:48
摘要: 导电复合材料(ECCs)因其可印刷性、制备简便、弹性和大面积制造潜力,在可拉伸电子领域展现出巨大前景。稳态及机械变形过程中保持高导电性是ECCs的关键特性,学界已为此投入大量改进研究。然而多数方法仅适用于特定聚合物基体,难以兼顾力学、粘附和热机械性能等其他需求。本研究报道了一种通用制备方法:通过碘化商用银片表面活性剂,再经光照射将生成的碘化银纳米颗粒转化为银纳米颗粒,最终制得电导率接近块体金属且拉伸时仍能保持的ECCs。该方案通过去除绝缘表面活性剂并增强银片间接触来提升导电性,且银片处理工艺与聚合物基体无关,具有灵活的基体选择空间??⒖衫旎チ峁故?,可采用与基底相同的聚合物制备ECCs以确?;チ牖椎那空掣剑恢票钙し舻缂?,则可选择低模量聚合物基体以增强与皮肤的共形接触,降低阻抗。
作者: Wei Guo,Peng Zheng,Xin Huang,Haoyue Zhuo,Yingjie Wu,Zhouping Yin,Zhuo Li,Hao Wu
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研究概述 实验方案 设备清单

开发一种通用方法制备高导电性导电复合材料(ECCs),该方法不依赖聚合物基体,能在稳态和拉伸状态下实现高导电性,适用于可拉伸电子器件中的电极和互连等应用。

银片的无基质KI处理为制备高导电性ECC提供了一种通用方法,其电导率接近块状金属且拉伸过程中保持稳定。该方法允许灵活选择基质材料,既能在互连结构中实现强粘附,又可在表皮电极上形成共形接触。该ECC在生理电监测和人机界面中展现出卓越性能,有望应用于假肢、软性外骨骼及康复医疗领域。未来工作可着重提升循环耐久性,并将该方法拓展至可拉伸电子器件的其他组件。

ECC材料的可拉伸性受限于聚合物基体(如PDMS约140%)的延伸极限。通过改性聚合物基体来防止裂纹产生与扩展,可进一步提升循环耐久性。该方法在高碘化钾浓度下可能面临分散难题,而为实现最佳转化效果延长光照时间可能会影响效率。

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