基于干凝膠的銅電極在常溫下制造高質(zhì)量的柔性電子器件
香港理工大學(xué)紡織及服裝學(xué)系鄭子劍教授研究團(tuán)隊十多年來一直聚焦柔性電子材料器件領(lǐng)域，其團(tuán)隊人員通過使用MicroFab的Inkjet技術(shù)（納米材料沉積噴墨打印系統(tǒng) Jetlab 4），在先進(jìn)界面材料及柔性電子器件領(lǐng)域開展了一系列開創(chuàng)性研究工作，本次介紹了其在聚合物輔助金屬沉積化學(xué)法制柔性金屬電極的理論基礎(chǔ)、方法拓展及器件應(yīng)用方面的研究。
介紹
由Cu（一種低成本且高導(dǎo)電性的金屬）制備噴墨打印油墨已受到科學(xué)家的極大關(guān)注，其可降低印刷電子產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，但非貴金屬（如Cu和Ni）在納米顆粒沉積和高溫?zé)Y(jié)過程中容易形成非導(dǎo)電氧化物。鄭子劍教授研究團(tuán)隊開發(fā)了一種解決方案策略聚合物輔助金屬沉積以制造高導(dǎo)電性、可折疊、可拉伸和可壓縮的金屬電極。
噴墨打印是一種無掩模、非接觸、可圖案化的技術(shù)，允許使用計算機(jī)設(shè)計沉積低成本薄膜材料，用于柔性和可穿戴電子設(shè)備噴墨打印的Cu電極可以代替貴金屬（例如Au或Ag）來制造高質(zhì)量的柔性電子器件，研究所用噴墨打印機(jī)如圖1所示，為MicroFab公司的Jetlab 4
▲ 圖5 a）摩擦發(fā)電機(jī)工作原理示意圖。b-c）使用PE和PET作為介電層和PAMD銅基作為導(dǎo)體的摩擦發(fā)電機(jī)的光學(xué)照片。d） 摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能瞬間照亮LED燈的照片。e） 摩擦發(fā)電機(jī)在連續(xù)分離和閉合兩個電介質(zhì)層期間產(chǎn)生的能量的電流-時間曲線。
結(jié)論
本文研究了通過噴墨打印機(jī)圖案化的原始PAMD基Cu電極的高表面粗糙度、低打印精度和低沉積均勻性等問題的形成機(jī)制，具有低蒸發(fā)速率共溶劑的三溶劑共聚物油墨可以啟動自調(diào)平機(jī)制，以平滑噴墨打印的圖案接縫處的原始不規(guī)則厚度分布，基于PAMD的Cu電極成功地打印在塑料薄膜（PE薄膜）和薄乳膠膜，以形成柔性和可拉伸的電極。因此，新一代基于PAMD的銅電極在智能包裝、柔性機(jī)器人、電子皮膚等許多研究領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用潛力。
參考文獻(xiàn)：
[1] Wang, Shuaichen. Xerogel-based Cu electrode inkjet printed on plastic substrate[D]. Hong Kong Polytechnic University, 2021
