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北科大王東瑞教授課題組《ACS AMI》：墨水直寫打印線寬50 μm、超高電導率的銀納米線圖案化電極

2023-02-22 來源：高分子科技

以納米材料為原材料，通過“自下而上”的方式構筑多層級結構有序的結構材料、功能器件，對于變革材料、器件的傳統制造模式有著深遠的影響。在微電子制造領域，傳統的絲網印刷、光刻等技術在加工柔性電子器件方面暴露出步驟繁瑣、耗時久、成本高、一體化制造難等不足。墨水直寫（DIW）是一種簡單、獨特的增材制造技術，可在室溫下將多種墨水擠出并沉積到任意幾何形狀的基材上，具有低成本、快速、可按需定制等特點。然而，將有著大長徑比的一維金屬納米線通過DIW技術制成具有高分辨率、高電導率的電極仍存在巨大的挑戰。

近日，北京科技大學王東瑞課題組發展了一種綠色、簡便、高通量的直寫打印兼具高分辨率、高電導率銀納米線（AgNWs）圖案化電極的方法。他們通過天然高分子海藻酸鈉調節銀納米線的流變特性，并結合計算機控制墨水擠出速率及打印速率，實現了高長徑比銀納米線（長徑比約730）在任意材質2D基材表面的直寫打印。所得電極邊緣清晰，分辨率較高，線寬可低至50 μm。再利用氯化鈣溶液對打印的電極進行快速的化學焊接處理，可大幅提升銀納米線電極的電導率和與基材的粘附力。他們還演示了一種基于該類銀納米線電極的功能器件 - 電粘附軟抓手。所得器件非常輕薄，質量僅0.9 g，厚度僅312 μm，卻可在2 kV的激勵電壓下提起500 g的砝碼。