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  導電油墨主要由導電粒子（如金屬或碳基顆粒）和溶劑介質組成，作為柔性電子和可穿戴電子器件的一種重要基礎原料，已被報道廣泛用于能量存儲、電磁 屏蔽、焦耳加熱等領域。然而，傳統導電油墨往往存在與基底結合力弱、導電粒子分散需要使用大量有機溶劑、電導率不夠高等問題，限制了其在很多領域的進一步應用。

  近日，東華大學朱美芳院士團隊葉長懷、廖耀祖研究員基于生物可再生原料殼聚糖（chitosan）與二元酸在水中形成生物基有機鹽溶液，與銀納米線復合制備了一系列超高電導率的水性導電墨水（圖1），為綠色制備高電導率、高耐久性導電復合涂層提供了一種通用方法。

圖 1 SA-chitosan生物基有機鹽、導電墨水、導電涂層的制備流程圖

  水性的生物基SA-chitosan有機鹽涂層在簡單的加熱后形成高度交聯的網絡結構，賦予導電復合涂層良好的耐熱和耐溶劑性，使其有望在惡劣環境中使用。導電粒子AgNW 嵌入高度交聯的SA-chitosan聚合物基體中，該聚合物基體一方面隔絕導電粒子與外界環境的接觸減緩AgNW的氧化（圖2），另一方面可增強與基底材料的粘附力，如在反復剝離試驗后仍保持優異的電導率（圖3）。

圖 2. 導電復合涂層的電導率及耐高溫、耐有機溶劑特性

圖 3. 導電涂層抗反復彎曲、折疊、剝離特性

  由于導電復合涂層超高的電導率，厚度僅為 10 μm 的 SA-chitosan/AgNWs 涂層具有 高達73.3 dB 電磁屏蔽 (EMI) 效能（圖4）。他們將這種導電油墨用來制備功能性導電織物，這種織物表現出優異的電磁屏蔽（圖5）、焦耳加熱（圖6）和應變傳感性能（圖7）。這種簡單、綠色方法制備的高導電墨水有望成為潛在的大規模制造柔性和可穿戴電子器件的重要候選材料。

圖 4. 導電涂層的電磁屏蔽性能表征

圖 5. 導電織物的電磁屏蔽特性

圖 6. 導電織物的焦耳加熱特性

圖 7. 導電織物的應變傳感特性

  相關成果以“Biomass-Derived, Highly Conductive Aqueous Inks for Superior Electromagnetic Interference Shielding, Joule Heating, and Strain Sensing”為題，發表在ACS Appl. Mater. Interfaces（doi.org/10.1021/acsami.1c17170）上。東華大學21級碩博連讀生王悅為該論文的第一作者，東華大學廖耀祖研究員和葉長懷研究員為本論文的共同通訊作者。感謝國家自然科學基金 (51903046，52073046，51873036，U20A20257)、上海市科委（20JC1414900，20JC1414901）的聯合基金、上海市優秀學術帶頭人計劃（21XD1420200）、上海市曙光計劃（19SG28）、上海市自然科學基金（19D3859）以及先進纖維與材料國際聯合實驗室等的資助。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsami.1c17170