包裝行業(yè)的綠色與安全問(wèn)題一直是社會(huì)關(guān)注的話題,也是學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。從國(guó)內(nèi)外包裝行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程看,包裝行業(yè)在安全、智能等方向的研究仍處于探索和起步階段。隨著技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展,印刷電子（Printed Electronics,PE）逐漸受到國(guó)內(nèi)外包裝研究人員的重視。印刷電子的特點(diǎn)是利用印刷工藝在柔性基材上大批量制造電子元器件或傳感器,從而克服傳統(tǒng)硅基電子產(chǎn)品價(jià)格貴、剛性差、高污染等缺點(diǎn),在相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。銀納米線（Ag NWs）材料作為一種柔韌性好、導(dǎo)電性能佳的金屬納米材料,是印刷電子技術(shù)中制備導(dǎo)電油墨的重要組分。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),V型銀納米線具有比直線形銀納米線更好的導(dǎo)電性能,被認(rèn)為在印刷電子技術(shù)中具有更優(yōu)越的應(yīng)用前景,因此,本課題選擇V型銀納米線材料作為重點(diǎn)研究對(duì)象,探索V型銀納米線的可控制備方法、生長(zhǎng)機(jī)理與拓展應(yīng)用。在印刷技術(shù)上,本課題采用的是具有操作簡(jiǎn)單、成本低、可大批量復(fù)制等優(yōu)點(diǎn)的絲網(wǎng)印刷技術(shù),可以進(jìn)行圖案化銀納米線柔性電極和柔性傳感器的制備,是目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。智能包裝是將智能技術(shù)與包裝應(yīng)用相融合而發(fā)展起來(lái)的一種新的包裝形態(tài)。顯竊啟包裝屬于智能包裝范疇里的安全包... 

【文章來(lái)源】：湖南工業(yè)大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：141 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

金屬納米顆粒的應(yīng)用方向Fig.1-1Applicationsofmetalnanoparticles.

基于印刷電子技術(shù)的智能顯竊啟包裝材料設(shè)計(jì)研究4圖1-2銀納米線導(dǎo)電油墨：（a）導(dǎo)電油墨在基底材料上的階段性狀態(tài)示意圖，（b）可直寫的銀納米線墨水及制備的可折疊電容觸摸板Fig.1-2AgNWsconductiveink.(a)Time-phasedstatesschematicoftheAgNWsconductiveinkonthesubstrate.(b)DirectwritingAgNWsinkandfoldabletouchpadsmadebytheink.Hemmati等[23]以銀納米線（直徑90nm，長(zhǎng)度30μm）為導(dǎo)電填料，采用去離子水和異丙醇的混合溶液為溶劑，以羧甲基纖維素為連結(jié)料制備了絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電油墨，并進(jìn)一步研究了導(dǎo)電油墨的流變行為。對(duì)于某些特殊的銀納米線導(dǎo)電油墨可以只包含導(dǎo)電填料和溶劑，不需要添加劑等成份。如Huang等[24]為制備噴墨印刷用銀納米線導(dǎo)電油墨，先通過(guò)超聲處理的方式縮短了銀納米線的長(zhǎng)度，最終獲得了平均長(zhǎng)度3.6μm的銀納米線，之后將其分散在無(wú)水乙醇中制得了用于噴墨印刷的導(dǎo)電油墨。Li等[25]以硝酸銀、氯化鈉、乙二醇和PVP為原材料，采用多元醇法制備銀納米線，再使用水洗濃縮工藝，即用去離子水（電阻率約為18MΩ/cm）離心清洗制備的銀納米線中含有的多余乙二醇和PVP后，再濃縮銀納米線，最后將其分散在去離子水中制備了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的銀納米線墨水，該墨水可用于快速制備電容式可折疊柔性觸摸板（見(jiàn)圖1-2（b））。雖然金屬納米材料的導(dǎo)電性能較好，但由于金屬容易被氧化，所以使用金屬納米材料作為導(dǎo)電填料的導(dǎo)電油墨，其印刷制品通常需要覆蓋一層保護(hù)膜，以防止金屬納米材料在使用環(huán)境下被氧化，確保性能穩(wěn)定。碳納米材料也是一種常用的導(dǎo)電填料，它具有良好的導(dǎo)電性能，且能夠在復(fù)雜外部影響下保持較好的穩(wěn)定性。常見(jiàn)的碳納米材料主要包括炭黑（Carbonblack,

博士學(xué)位論文5CB）、碳納米管（Carbonnanotubes,CNT）、石墨烯（Graphene）等（見(jiàn)圖1-3）[26,27]。因?yàn)樘技{米管和石墨烯比炭黑具有更高的電導(dǎo)率和更優(yōu)的機(jī)械強(qiáng)度，目前多采用碳納米管和石墨烯（或復(fù)合材料）作為導(dǎo)電填料制備導(dǎo)電油墨。碳納米管是一維碳納米材料，可分為單壁碳納米管（Singlewalledcarbonnanotubes,SWCNTs）和多壁碳納米管（Multiwalledcarbonnanotubes,MWCNTs），兩者均具有很好的機(jī)械性能和導(dǎo)電性，以及高光學(xué)透明性和強(qiáng)熱穩(wěn)定性，每根碳納米管可以傳輸?shù)碾娏魉娇蛇_(dá)25μA，抗拉強(qiáng)度超過(guò)100GPa[28]。碳納米管可以通過(guò)電弧放電、激光燒蝕和化學(xué)氣相沉積的方法合成[29-31]。由于碳納米管的這些性能，目前已經(jīng)有較多碳納米管電極在傳感器、薄膜晶體管、RFID標(biāo)簽上的應(yīng)用研究[32-36]。如Michelis等[37]將多壁碳納米管分散在二氯苯中并添加十二烷基苯磺酸鈉進(jìn)行超聲處理，得到了能夠保存三個(gè)月的碳納米管油墨，并使用該油墨在四氟乙烯材料上印制了應(yīng)力溫度傳感器。盡管碳納米管擁有良好的性能和廣泛的應(yīng)用前景，但目前碳納米管依然難以高純度大批量制備，且碳納米管的導(dǎo)電性能嚴(yán)重依賴于其形貌、長(zhǎng)度和直徑，這些問(wèn)題還有待于深入研究[38,39]。圖1-3碳納米材料的結(jié)構(gòu)示意圖：（a）炭黑，（b）單壁碳納米管，（c）多壁碳納米管，（d）石墨烯Fig.1-3Structureschematicsofcarbonnanomaterials.(a)Carbonblack.(b)Singlewalledcarbonnanotube.(c)Multiwalledcarbonnanotube.(d)Graphene.與碳納米管相比，石墨烯具有原子級(jí)薄碳原子，以及排列成蜂窩狀晶格的二維結(jié)構(gòu)，具有很好的電子遷移率和很高的機(jī)械強(qiáng)度[28]，也是一種極具潛力的導(dǎo)電填料（見(jiàn)圖1-4）。用作導(dǎo)電填料的石墨烯主要是通過(guò)氧化還原法和機(jī)械剝離法制

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本文編號(hào)：3329573