銀納米線的有序排列及圖案化,是制備柔性觸控感知單元結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵步驟,也是銀納米線透明導(dǎo)電薄膜實際應(yīng)用的最具挑戰(zhàn)性的難題之一.傳統(tǒng)的銀納米線有序化具有涂布速度慢、流體動力小、有序化程度不高等缺點.本研究使用0.4 wt%超細銀納米線(直徑20 nm)的乙醇溶液在快涂布速度下(60 mm/s)制備了有序化程度高達0.82的銀納米線透明導(dǎo)電薄膜.銀納米線網(wǎng)絡(luò)的超高有序化歸因于毛細管作用力和流體動力的大幅度增加.在有序化銀納米線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,利用常規(guī)光刻法和濕法刻蝕制備導(dǎo)電通道,通道寬度范圍為20～500μm,精度高達99%以上,為其在可拉伸電極中的實際應(yīng)用提供了參考. 

【文章來源】：科學通報. 2020年14期 北大核心

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

(網(wǎng)絡(luò)版彩色)有序化AgNW網(wǎng)絡(luò)的制備原理示意圖

在本研究中,我們借助ImageJ軟件來判斷AgNWs的取向,如表1所示,由上述公式可以計算得出,所制備的有序化AgNW TCFs的有序化程度S2D最高可達0.82(圖5(a)～(h)),表示有84%的Ag NWs偏轉(zhuǎn)角度在30°以內(nèi),有81%的AgNWs偏轉(zhuǎn)角度在15°以內(nèi),遠高于文獻[41]的結(jié)果(S2D=0.517).半峰寬FWHM僅為18.2°,遠低于文獻[31,38,39].另外,文獻[40]中的其他計算公式:圖4(網(wǎng)絡(luò)版彩色)不同濃度的AgNWs墨水所制備的TCFs的OM照片(a～f)、有序化程度S2D的變化(g)以及沿不同角度排布的銀納米線的數(shù)目分布圖(h).(a)0.1 wt%;(b)0.2 wt%;(c)0.3 wt%;(d)0.4 wt%;(e)0.5 wt%;(f)0.6 wt%

本研究首先嘗試了3種不同的清洗方法來調(diào)節(jié)AgNWs的純化質(zhì)量:(1)離心法.能成功保留AgNWs表面上PVP層(圖2(a),(b)),所涂覆的TCFs上AgNWs密度較大,但銀顆粒清洗得不干凈,大幅度影響TCF的光學性能(圖2(c)).(2)正壓過濾法.如圖2(d)～(f)所示,雖然銀顆粒以及短棒清洗得很干凈,但是由于AgNWs表面的PVP層也被清洗干凈,大幅度減小了其與PLL之間的扎釘作用力,導(dǎo)致TCFs上AgNWs密度大幅度下降.(3)動態(tài)攪拌清洗法.既成功保留了AgNWs表面上的PVP層(圖2(g),(h)),又將墨水中銀顆粒以及短棒清洗干凈,制得的TCFs上AgNWs密度大,有序化程度高(圖2(i)).將動態(tài)攪拌清洗的AgNWs分散在乙醇中時,涂覆得到的AgNW TCFs的有序化程度高于分散在水溶液及水和乙醇的混合溶液的納米線(圖S1(a)～(c)).因為用OSP-03涂膜棒刮涂后,首先得到的是濕膜,預(yù)有序化的AgNWs仍分散在溶劑里,倘若溶劑的蒸發(fā)速度過慢,或者干燥溫度過高,都會造成AgNWs熱運動過度,導(dǎo)致預(yù)有序化的AgNWs又重新變回雜亂無章的狀態(tài),從而影響最終TCFs上AgNWs的有序化程度.而且乙醇沸點較低,干燥速度快,無需加熱烘干等操作,是最理想的溶劑.前文指出OSP涂膜棒可以對AgNWs進行預(yù)有序化.當OSP涂膜棒上的凹槽寬度大于AgNWs長度時,會有大量雜亂無章的AgNWs直接通過涂膜棒,導(dǎo)致TCF上的AgNWs大部分都是隨機取向分布的.如圖S2(a),(b)所示,當用OSP-25涂膜棒(凹槽寬度為115μm)和OSP-08涂膜棒(凹槽寬度為50μm),涂覆得到的薄膜上的AgNWs都是隨機取向分布.而用凹槽寬度為18μm的OSP-03涂膜棒所制備TCF上的AgNWs有序化程度很高(圖S2(c)).因此,涂膜棒的凹槽寬度對AgNW網(wǎng)絡(luò)的有序化程度影響很大.

【參考文獻】：
期刊論文
[1]剪紙拓撲結(jié)構(gòu)引發(fā)的大面積高可拉伸柔性互連電極:直接印刷法制備和力學機理（英文）[J]. 李瑄,阮小莉,姚偉睛,劉力,田彬,王煥軍,馮宇,夏熱,吳偉.  Science China Materials. 2019(10)



本文編號：2930593