通过调节橡胶表面的压力,实现按需形成有序排列的银纳米线微网电极

《Science China-Materials》:On-demand formation of ordered silver nanowire micromesh electrodes via rubber surface pressure modulation

【字体: 时间:2026年03月22日 来源:Science China-Materials 7.4

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  柔性透明电极的均匀银纳米线阵列通过橡胶压力处理实现,优化表面能和拓扑结构促进咖啡环效应,适用于多种基底的高性能电极开发。

  

摘要

柔性透明电极对下一代电子产品的开发至关重要,但传统的银纳米线(AgNW)网络由于排列随机,存在电流分布不均匀和“热点”现象。为了解决这一问题,我们提出了一种简便的橡胶压力处理方法,该方法能够使银纳米线微网格(Ag NMs)在亲水表面上有序自组装。这种简单的物理处理通过橡胶中的分子链转移,同时改变了表面的能量分布和拓扑结构,从而为银纳米线的自组装创造了最佳条件。这种双重改性使得液滴蒸发模式从恒定接触角转变为恒定接触半径模式,使得在玻璃、聚合物甚至弯曲等各种基底上都能均匀地制备出结构明确的银纳米线。通过一步转移和嵌入工艺制备出的银纳米线/无色聚酰亚胺(CPI)电极(尺寸为2厘米×2厘米,电阻约为30欧姆/平方厘米)具有理想的均匀电阻分布(变化小于5%)、出色的机械耐用性和环境稳定性。这些电极在实际应用中表现出优异的性能:在8伏电压下可稳定加热至159±3°C并保持均匀的温度分布,同时具备出色的电磁干扰(EMI)屏蔽效果(26.4分贝),同时保持高光学透明度(约78%)。这种可扩展的方法为先进柔性电子产品的开发提供了一个有前景的平台。

柔性透明电极对下一代电子产品的开发至关重要,但传统的银纳米线(AgNW)网络由于排列随机,存在电流分布不均匀和“热点”现象。为了解决这一问题,我们提出了一种简便的橡胶压力处理方法,该方法能够使银纳米线微网格(Ag NMs)在亲水表面上有序自组装。这种简单的物理处理通过橡胶中的分子链转移,同时改变了表面的能量分布和拓扑结构,从而为银纳米线的自组装创造了最佳条件。这种双重改性使得液滴蒸发模式从恒定接触角转变为恒定接触半径模式,使得在玻璃、聚合物甚至弯曲等各种基底上都能均匀地制备出结构明确的银纳米线。通过一步转移和嵌入工艺制备出的银纳米线/无色聚酰亚胺(CPI)电极(尺寸为2厘米×2厘米,电阻约为30欧姆/平方厘米)具有理想的均匀电阻分布(变化小于5%)、出色的机械耐用性和环境稳定性。这些电极在实际应用中表现出优异的性能:在8伏电压下可稳定加热至159±3°C并保持均匀的温度分布,同时具备出色的电磁干扰(EMI)屏蔽效果(26.4分贝),同时保持高光学透明度(约78%)。这种可扩展的方法为先进柔性电子产品的开发提供了一个有前景的平台。

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