新技術(shù)允許印刷柔韌 可拉伸的銀納米線電路

北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種新技術(shù)，可以使用銀納米線在柔性，可拉伸的基板上印刷電路。這一進(jìn)步使得將材料集成到各種電子設(shè)備中成為可能。

近年來，銀納米線在許多應(yīng)用中引起了極大的興趣，從假肢裝置到可穿戴健康傳感器，由于它們的柔韌性，可拉伸性和導(dǎo)電性。雖然概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)很有前途，但使用銀納米線印刷高度集成的電路存在重大挑戰(zhàn)。

銀納米粒子可用于印刷電路，但納米粒子產(chǎn)生的電路比銀納米線更脆并且導(dǎo)電性更低。但是印刷電路的傳統(tǒng)技術(shù)不適用于銀納米線; 納米線經(jīng)常堵塞印刷噴嘴。

“我們的方法采用電流體動(dòng)力印刷，依靠靜電力將噴嘴中的墨水噴出并將其吸到基板上的適當(dāng)位置，”Jingyan Dong說，他是一篇關(guān)于這項(xiàng)工作的論文的共同通訊作者，也是一位副教授。北卡羅來納州立大學(xué)的Edward P. Fitts工業(yè)與系統(tǒng)工程系。“這種方法允許我們使用非常寬的噴嘴 - 防止堵塞 - 同時(shí)保持非常精細(xì)的打印分辨率。”

“由于我們的'墨水'由含有銀納米線的溶劑組成，通常長(zhǎng)度超過20微米，所得到的電路具有所需的導(dǎo)電性，柔韌性和拉伸性，”NC State and co的機(jī)械工程教授Yong Zhu說。 - 該論文的相應(yīng)作者。

“此外，我們使用的溶劑都是無毒和水溶性的，”鄭哲博士說。北卡羅來納州立大學(xué)學(xué)生和該論文的第一作者。“一旦打印出電路，就可以簡(jiǎn)單地洗掉溶劑。”

更重要的是，打印區(qū)域的大小僅受打印機(jī)尺寸的限制，這意味著該技術(shù)可以輕松擴(kuò)展。

研究人員利用這項(xiàng)新技術(shù)創(chuàng)造了利用銀納米線電路的原型，包括帶有內(nèi)部加熱器的手套和用于心電圖的可穿戴電極。北卡羅來納州已就該技術(shù)提交臨時(shí)專利。

“考慮到技術(shù)的效率，直接寫入能力和可擴(kuò)展性，我們樂觀地認(rèn)為這可以用于推動(dòng)使用銀納米線的柔性，可拉伸電子產(chǎn)品的開發(fā)- 從制造的角度來看這些設(shè)備是實(shí)用的，”朱說。