通过喷墨打印银纳米粒子在预拉伸聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底上制备可拉伸电路

摘要： 近期已开发出多种研究方法，可在弹性橡胶基底上实现导电线路的图案化。具体而言，研究人员通过探索各类导电材料、基底及制备工艺来开发可拉伸电路。其中一种颇具前景的技术建议：在弹性体基底上绘制导电线路前先施加轴向应变。当基底释放后，导电线路会形成波纹状屈曲结构，从而使电路具备拉伸性能。但多数可拉伸电路应用场景需要适配二维表面（如人体）。本文因此提出基底径向预拉伸的概念以增强所制电路的拉伸性。具体实验采用喷墨打印技术在聚二甲基硅氧烷（PDMS）表面沉积直线型银导电线路，并分别进行轴向与径向载荷测试。对比发现径向预拉伸相比轴向预拉伸在径向载荷下表现更优——当PDMS基底径向预拉伸27%时达到最佳性能，由此制备的可拉伸电路能承受平均约19%断裂应变的径向载荷。此外，在径向预拉伸的PDMS基底上印刷马蹄形图案并与直线图案进行性能对比。虽然这类图案通常有利于可拉伸电路制备，但本研究中测试的最优马蹄形图案在27%径向预拉伸条件下，平均仅能承受16%的径向应变。