柔軟で伸縮性のある電子デバイスのための銀ナノワイヤエレクトロジェット印刷

柔軟で伸縮性のある電子デバイスのための銀ナノワイヤエレクトロジェット印刷
原作者: 夏元林、陸中良

柔軟で伸縮性のある導体は、柔軟で伸縮性のある電子デバイスの重要なコンポーネントであり、科学界と産業界の両方から大きな注目を集めています。ランダムパーコレーションネットワークの形状の金属ナノワイヤは、優れた柔軟性と伸縮性を備えています。パーコレーション理論によれば、与えられた材料密度のランダムネットワーク構造の場合、銀ナノワイヤ (NW) が長いほど導電性が高く、伸縮性も大きくなり、柔軟で伸縮性のある導体として役立ちます。また、NW が長くなると、導電性と透過率のバランスが改善されます (つまり、透過率を低下させることなく導電性が向上します)。これは、金属 NW で作られた透明電極にとって非常に重要です。

ノースカロライナ州立大学の研究チームは、AgとPEO(エチレンオキシド)を原料として、柔軟で伸縮性のある電子デバイスに使用できる銀ナノワイヤのエレクトロスプレー印刷技術を開発しました。印刷プロセス全体は、Ag ナノワイヤの濃度、スラリーの粘度、印刷速度、間隔距離などのいくつかのパラメータによって制御できます。この方法により、紙、ポリエチレンテレフタレート (PET)、ガラス、ポリジメチルシロキサン (PDMS) などのさまざまな基板に Ag ナノワイヤ パターンを印刷できます。 PEO濃度を変えることで、異なる固相を持つスラリーが得られ、それらはすべてせん断減粘特性を有していました。図1は銀ナノワイヤ印刷の原理とプロセスを示しています。


図 1 Ag ナノワイヤ印刷の原理とプロセス 図 2 印刷された Ag ナノワイヤヒーター 2a はオン/オフサイクル中の赤外線画像です。銀ナノワイヤの周囲に均一な温度分布があることがわかります。図 2b は、時間の経過に伴うさまざまな電圧でのサンプルの温度分布を示しています。 25Vでは、最高温度は160°C、最大加熱速度は21°C、最大冷却速度は29°Cです。図 2c は、ヒーターが曲げたり、伸ばしたり、ねじったりしても安定した加熱性能を発揮することを示しています。

参考文献
Cui Z、Han Y、Huang Q、他「フレキシブルで伸縮性のあるエレクトロニクスのための銀ナノワイヤの電気流体力学的印刷[J]」Nanoscale、2018:10.1039.C7NR09570H。

出典:機械製造システム工学国家重点実験室

柔らかい、柔軟な、伸縮性のある

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