Name: 对于高伸缩的导线与银纳米线制作方法 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-21T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 50 s
Description: 学习使用银纳米线薄膜制备高伸缩性导电导线的简化方法。该技术可显著减少银用量，同时保持良好的导电性和机械稳定性，适用于下一代可伸缩电子器件的互连应用。

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作者感谢科技部提供的经费支持。

1. 银前驱体油墨的制备
<ol>
	<li>将1.85 g二乙醇胺（DEA）加入3.15 ml去离子水中。</li>
	<li>将0.15 g硝酸银溶解于5 ml去离子水中。</li>
	<li>按1:1体积比将硝酸银水溶液与DEA混合，使用前配制成10 ml银前驱体墨水。</li>
</ol>
2. 可拉伸导电薄膜的制备
<ol>
	<li>银纳米线油墨的制备
	<ol>
		<li>将2 ml浓度为0.5 wt%的银纳米线异丙醇溶液用18 ml去离子水稀释。</li>
		<li>在25 °C下置于超声波清洗仪中处理30秒。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>通过自动喷涂法制备银纳米线薄膜
	<ol>
		<li>将标准显微镜载玻片切割成1×2.5 cm2大小的片状，准备16片该尺寸的玻璃片，并用浸有乙醇的镜头清洁纸擦拭清洁。</li>
		<li>用移液器将16 ml银纳米线油墨（来自第1部分）转移至喷笔的涂料杯中。将喷笔安装在计算机控制的喷涂机器人上。</li>
		<li>将8片玻璃片以4×2阵列方式放置在加热台上，并用耐高温胶带固定。加热台上所有玻璃基底的总面积为4×5 cm2。</li>
		<li>分别设置工作压力和加热台温度为3 bar和100 °C。</li>
		<li>打开机器人控制软件。在&#34;命令&#34;列下点击选择喷笔运动指令序列。输入必要的参数以完成自动喷涂程序，如图1所示。运行程序。 
		注：通过&#34;行进速度&#34;指令，喷笔以200 mm/sec的速度移动。通过&#34;喷涂区域&#34;指令，喷笔在玻璃基底阵列短边方向来回移动，同时加热台沿长边方向移动，两次行程之间的间距为5 mm。&#34;起始点&#34;和&#34;终点&#34;指令确定自动喷涂操作的起始和结束位置，其具体位置取决于玻璃基底阵列在加热台上的放置位置。&#34;等待点&#34;指令设定每个自动喷涂循环结束时等待20秒。&#34;循环地址&#34;指令用于实现多次喷涂循环，自动喷涂循环次数设为15次。更多关于各指令的详细说明请参阅设备制造商的操作手册。</li>
		<li>将自动喷涂循环次数更改为30次，重复步骤2.2.3–2.2.5，制备经历30次喷涂循环的银纳米线薄膜。</li>
		<li>喷涂完成后，将银纳米线薄膜置于加热板上，在120 °C下烘烤10分钟。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>&#160;化学焊接过程
	<ol>
		<li>在玻璃基底上的每片喷涂所得银纳米线薄膜表面涂覆400 μl银前驱体油墨。</li>
		<li>将薄膜置于加热板上，在100 °C下烘烤40分钟。</li>
		<li>用去离子水小心冲洗反应后的涂层，以去除未反应的化学残留物，并将涂层薄膜自然风干。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>浇铸剥离过程
	<ol>
		<li>&#160;在玻璃基底上的每片银纳米复合薄膜表面涂覆200 μl市售水性聚氨酯（PU）乳液。</li>
		<li>将薄膜在空气中干燥10小时，以确保完全固化。</li>
		<li>将样品从玻璃基底上剥离，得到自支撑的复合薄膜。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 表征
<ol>
	<li>&#160;拉伸测试
	<ol>
		<li>打开线性电机驱动平台，等待10分钟使设备预热。</li>
		<li>启动平台控制软件。将电机的移动步数设置为8,000。在平台控制软件中点击&#34;X+&#34;，使移动平台移动直至接触固定平台，然后点击&#34;SET 0&#34;，将移动平台的位置在控制软件中设为零。 
		注：电机每步移动0.00125 mm。例如，当电机移动8,000步时，移动平台移动1 cm。&#34;X+&#34;中的正号表示移动平台向固定平台方向靠近，而&#34;X-&#34;中的负号表示移动平台远离固定平台。</li>
		<li>点击&#34;X-&#34;，使移动平台与固定平台之间留出1 cm的间距。使用带导线的夹具将样品两端固定在平台上，从而使样品的拉伸区域为1×1 cm2。拉伸装置的设置如图2所示。</li>
		<li>使用连接至平台夹具的导线另一端的鳄鱼夹（见图2），将其连接至数字万用表以进行电阻测量。</li>
		<li>将电机的移动步数设为800。点击&#34;X-&#34;，使移动平台远离固定平台移动1 mm（10%应变）以拉伸样品，并记录电阻值。重复此步骤，直至电阻显著增加（约150%应变）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>稳定性测试
	<ol>
		<li>按照步骤3.1.2至3.1.4准备测试。</li>
		<li>打开数字万用表软件，将数字万用表连接至计算机。长按数字万用表上的&#34;REL Δ"按钮，直至数字万用表显示屏左上角出现计算机图标。在数字万用表软件中点击&#34;USB connection&#34;，软件即开始记录测得的电阻值。</li>
		<li>在平台控制软件的程序面板输入框中输入如图3所示的命令。&#34;:U-4000&#34;表示使移动平台远离固定平台移动4,000步，而&#34;:U4000&#34;表示使移动平台向固定平台方向返回移动4,000步（4,000步对应50%应变，8,000步对应100%应变）。拉伸循环次数为15次。移动平台的默认速度为1 mm/sec。</li>
		<li>在平台控制软件的程序面板中点击&#34;Run 123&#34;，以执行自动程序。移动平台将进行往复运动，以三角波形的应变循环拉伸样品。</li>
		<li>点击万用表软件中的保存图标，将电阻响应曲线数据导出为.xls文件。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>LED照明测试
	<ol>
		<li>按照步骤3.1.2至3.1.3准备测试。将带导线的夹具与LED和电源串联连接。</li>
		<li>打开电源，将电压升至9 V，使LED点亮。</li>
		<li>点击&#34;X-&#34;，使移动平台远离固定平台移动1 mm（10%应变）以拉伸样品，并拍照记录LED的亮度。重复此步骤，直至LED灯光变暗。拍摄时请注意关闭相机的自动曝光功能。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Rogers, J. A., Someya, T., Huang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Materials+and+mechanics+for+stretchable+electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Materials and mechanics for stretchable electronics.</a> Science. 327 (5973), 1603-1607 (2010).</li>
<li>Mazzeo, A. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paper-based%2C+capacitive+touch+pads%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Paper-based, capacitive touch pads.</a> Adv. Mater. 24 (21), 2850-2856 (2012).</li>
<li>Yang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanowires%3A+from+scalable+synthesis+to+recyclable+foldable+electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Silver nanowires: from scalable synthesis to recyclable foldable electronics.</a> Adv. Mater. 23 (27), 3052-3056 (2011).</li>
<li>Sekitani, T., Someya, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stretchable%2C+Large-area+Organic+Electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Stretchable, Large-area Organic Electronics.</a> Adv. Mater. 22 (20), 2228-2246 (2010).</li>
<li>Lipomi, D. J., Tee, B. C., Vosgueritchian, M., Bao, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stretchable+organic+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Stretchable organic solar cells.</a> Adv. Mater. 23 (15), 1771-1775 (2011).</li>
<li>Liang, J., Li, L., Niu, X., Yu, Z., Pei, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elastomeric+polymer+light-emitting+devices+and+displays%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Elastomeric polymer light-emitting devices and displays.</a> Nat. Photonics. 7 (10), 817-824 (2013).</li>
<li>White, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrathin%2C+highly+flexible+and+stretchable+PLEDs%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Ultrathin, highly flexible and stretchable PLEDs.</a> Nat. Photonics. 7 (10), 811-816 (2013).</li>
<li>Chang, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+enhancement+in+bendable+fuel+cell+using+highly+conductive+Ag+nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Hydrogen+Energ%22%5BJournal%5D)">Performance enhancement in bendable fuel cell using highly conductive Ag nanowires.</a> Int. J. Hydrogen Energ. 39 (14), 7422-7427 (2014).</li>
<li>Yan, C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Intrinsically+Stretchable+Nanowire+Photodetector+with+a+Fully+Embedded+Structure%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">An Intrinsically Stretchable Nanowire Photodetector with a Fully Embedded Structure.</a> Adv. Mater. 26 (6), 943-950 (2014).</li>
<li>Lee, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-performance%2C+transparent%2C+and+stretchable+electrodes+using+graphene-metal+nanowire+hybrid+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">High-performance, transparent, and stretchable electrodes using graphene-metal nanowire hybrid structures.</a> Nano Lett. 13 (6), 2814-2821 (2013).</li>
<li>Xu, F., Zhu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+conductive+and+stretchable+silver+nanowire+conductors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Highly conductive and stretchable silver nanowire conductors.</a> Adv. Mater. 24 (37), 5117-5122 (2012).</li>
<li>Yun, S., Niu, X., Yu, Z., Hu, W., Brochu, P., Pei, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compliant+silver+nanowire-polymer+composite+electrodes+for+bistable+large+strain+actuation%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Compliant silver nanowire-polymer composite electrodes for bistable large strain actuation.</a> Adv. Mater. 24 (10), 1321-1327 (2012).</li>
<li>Lee, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+stretchable+and+highly+conductive+metal+electrode+by+very+long+metal+nanowire+percolation+network%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Highly stretchable and highly conductive metal electrode by very long metal nanowire percolation network.</a> Adv. Mater. 24 (25), 3326-3332 (2012).</li>
<li>Akter, T., Kim, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversibly+Stretchable+Transparent+Conductive+Coatings+of+Spray-Deposited+Silver+Nanowires%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Reversibly Stretchable Transparent Conductive Coatings of Spray-Deposited Silver Nanowires.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 4 (4), 1855-1859 (2012).</li>
<li>Madaria, A., Kumar, A., Ishikawa, F., Zhou, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Uniform%2C+highly+conductive%2C+and+patterned+transparent+films+of+a+percolating+silver+nanowire+network+on+rigid+and+flexible+substrates+using+a+dry+transfer+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Res%22%5BJournal%5D)">Uniform, highly conductive, and patterned transparent films of a percolating silver nanowire network on rigid and flexible substrates using a dry transfer technique.</a> Nano Res. 3 (8), 564-573 (2010).</li>
<li>Lee, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Room-Temperature+Nanosoldering+of+a+Very+Long+Metal+Nanowire+Network+by+Conducting-Polymer-Assisted+Joining+for+a+Flexible+Touch-Panel+Application%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Room-Temperature Nanosoldering of a Very Long Metal Nanowire Network by Conducting-Polymer-Assisted Joining for a Flexible Touch-Panel Application.</a> Adv. Funct. Mater. 23 (34), 4171-4176 (2013).</li>
<li>Tokuno, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+silver+nanowire+transparent+electrodes+at+room+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Res%22%5BJournal%5D)">Fabrication of silver nanowire transparent electrodes at room temperature.</a> Nano Res. 4 (12), 1215-1222 (2011).</li>
<li>Garnett, E. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-limited+plasmonic+welding+of+silver+nanowire+junctions%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Self-limited plasmonic welding of silver nanowire junctions.</a> Nat. Mater. 11 (3), 241-249 (2012).</li>
<li>Zhu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transferable+self-welding+silver+nanowire+network+as+high+performance+transparent+flexible+electrode%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Transferable self-welding silver nanowire network as high performance transparent flexible electrode.</a> Nanotechnology. 24 (10), 1321-1327 (2013).</li>
<li>Han, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+Plasmonic+Laser+Nanowelding+for+a+Cu-Nanowire+Percolation+Network+for+Flexible+Transparent+Conductors+and+Stretchable+Electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Fast Plasmonic Laser Nanowelding for a Cu-Nanowire Percolation Network for Flexible Transparent Conductors and Stretchable Electronics.</a> Adv. Mater. 26 (33), 5808-5814 (2014).</li>
<li>Chen, S. P., Liao, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+stretchable+and+conductive+silver+nanowire+thin+films+formed+by+soldering+nanomesh+junctions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Highly stretchable and conductive silver nanowire thin films formed by soldering nanomesh junctions.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 16 (37), 19856-19860 (2014).</li>
<li>Chen, S. P., Kao, Z. K., Lin, J. L., Liao, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+conductive+features+on+flexible+substrates+from+a+thermally+accelerated+chain+reaction+at+low+sintering+temperatures%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Appl.+Mater.+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Silver conductive features on flexible substrates from a thermally accelerated chain reaction at low sintering temperatures.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 4 (12), 7064-7068 (2012).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

化学焊接过程有助于增强银纳米线之间的接触。如图4b所示，在喷涂沉积的AgNW薄膜上涂覆反应性银墨水后，线与线的连接处被银覆盖。银的还原过程高度依赖于DEA降解所产生的甲醛，因此升高温度可加速焊接过程或银的还原反应22。由于AgNW的金属表面提供了有效的电子交换位点，银纳米颗粒优先在AgNW表面被还原，并包裹在线-线连接处，形成合金化接触。然而，该化学焊接过程需要后续的冲洗步骤以去除过量的反应溶液。由于在干燥前AgNW与玻璃之间的粘附性较弱，因此在冲洗焊接后的AgNW薄膜时必须缓慢且小心地进行。冲洗并干燥后，可通过浇铸剥离法将AgNW薄膜轻松转移至PU上。在玻璃上方使用模具或垫片，还可方便地调节复合型可拉伸导体中PU层的厚度。
无论喷涂的银纳米线（AgNWs）用量如何，复合型可拉伸导体在高应变条件下均表现出优异的电导率。由于纳米线接触点牢固结合，AgNW网络在拉伸条件下仍能保持完整，并提供优良的电子传输路径。如图5所示，未焊接的可拉伸导体的方阻随着施加应变的增加而迅速上升，这是因为导体的伸长导致...

具有高延展性的可变形电子器件被认为是实现下一代可穿戴和便携式电子设备的关键组成部分。1 这些可拉伸电子器件不仅表现出与塑料基底上的电子器件相当的优异柔韧性2,3，而且在剧烈拉伸或扭曲条件下仍能保持良好的性能表现。4 为了实现可拉伸电子器件，需要具备在大形变下仍保持优良电学性能的材料。近年来材料科学的进步已表明，合成此类功能材料是可行的，并已被用于设计具有优异耐复杂形变能力的可拉伸光电器件5-9。在所有电子功能材料中，可拉伸导体对于为这些光电器件提供电力至关重要，因而对器件性能具有关键作用。由于常规导电材料（如金属或氧化铟锡）在大形变下缺乏足够的机械稳定性，由这些材料制成的互连结构在拉伸过程中无法维持良好的导电性。因此，研究人员设计了覆盖有一层柔性导电材料（如碳纳米管1、石墨烯10或银纳米线（AgNWs）11-14）的弹性基底，以实现具有良好拉伸性能的导体。由于本体导电性高，AgNW薄膜已被证明是复合型可拉伸导体中最具有前景的材料之一13。AgNW薄膜形成的渗流网络能够在拉伸过程中有效适应大范围的弹性形变，同时保持较高的电导率，因而被视为一种极具潜力的可拉伸电极候选材料。为了将AgNW薄膜实际应用于可拉伸导体，必须确保AgNW之间形成有效的电接触。在液体沉积并干燥于基底表面后，AgNW通常堆叠形成具有松散接触点的渗流网络，导致较大的电阻。因此，需要采用高温或高压退火方法15-20对纳米线之间的接触点进行退火处理，以降低接触电阻。
与文献中这些退火工艺不同，本文将展示一种简单的化学方法，在常规实验室条件下对银纳米线（AgNW）网络连接进行退火处理21。制备过程如图4A所示。采用一种反应性油墨对喷涂在玻璃片上的AgNW薄膜进行烧结。反应完成后，纳米线之间的接触点被银覆盖，从而通过化学方式将AgNW网络焊接为一体。随后采用浇铸剥离法，将焊接后的AgNW网络转移至可拉伸的聚氨酯（PU）基底上，形成复合导体，该导体即使在120%的大拉伸应变下，其电导率也无明显变化。

<table><tbody><tr><td>银纳米线</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>778095-25ML</td><td>AgNW，直径120 nm，长度20-50 mm，0.5 wt% IPA溶液</td></tr><tr><td>硝酸银晶体</td><td>Macron Fine Chemicals</td><td>MK216903</td><td></td></tr><tr><td>二乙醇胺</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D8885-500G</td><td></td></tr><tr><td>聚氨酯乳液</td><td>First Chemical</td><td>20130326036</td><td>35 wt% 水性阴离子聚酯-聚氨酯乳液</td></tr><tr><td>喷笔</td><td>Taiwan Airbrush &amp;amp; Equipment</td><td>AFC-sensor&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>桌面机器人</td><td>Dispenser Tech</td><td>DT-200&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>数字分配控制器</td><td>Dispenser Tech</td><td>9000E&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>自动喷涂程序</td><td>Dispenser Tech</td><td>Smart robot edit version 3.0.0.5</td><td></td></tr><tr><td>空气压缩机&amp;nbsp;</td><td>PUMA Industrial</td><td>NCS-10&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>线性电机驱动平台</td><td>TANLIAN E-O</td><td>Customized</td><td></td></tr><tr><td>平台控制软件</td><td>TANLIAN E-O</td><td>Customized</td><td></td></tr><tr><td>数字万用表</td><td>HILA INTERNATIONAL</td><td>DM-2690TU</td><td></td></tr><tr><td>数字万用表软件</td><td>HILA INTERNATIONAL</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>电源</td><td>CHERN TAIH</td><td>CT-605</td><td></td></tr><tr><td>LED</td><td>PChome</td><td>M08330766</td><td>http://www.pcstore.com.tw/sun-flower/M08330766.htm</td></tr></tbody></table>

一种基于银纳米线的高拉伸性导体制备方法

A Fabrication Method for Highly Stretchable Conductors with Silver Nanowires

可拉伸电子器件被认为是下一代电子应用的关键技术。在可拉伸电子器件的制备过程中，一个挑战是制备具有优异机械稳定性的可拉伸导体。在本研究中，我们开发了一种简单的制备方法，通过化学焊接银纳米线（AgNW）网络之间的接触点来增强导电性能。首先通过喷涂法将银纳米线（AgNW）纳米网沉积在玻璃载片上，随后在喷涂形成的AgNW薄膜表面涂覆含有银纳米粒子（AgNPs）前驱体的反应性墨水。加热40分钟后，AgNPs优先在纳米线交叉点处生成，从而实现AgNW纳米网的焊接，并强化了导电网络。随后通过浇铸法将化学改性的AgNW薄膜转移至聚氨酯（PU）基底上。在PU基底上的焊接AgNW薄膜在拉伸或卷曲过程中，即使应变高达120%，其电导率也未出现明显变化。

化学焊接处理后 AgNW 薄膜的形貌如图 4B所示。还原的 AgNPs 优先在 AgNW 表面生长，并包裹在纳米线与纳米线的连接处。图 5展示了未焊接和焊接的含不同量 AgNW 的薄膜在施加拉伸应变时方块电阻的变化情况。经过化学焊接工艺后，无论喷涂的 AgNW 用量如何，AgNW 薄膜导体在高应变条件下均能保持高导电性。两种焊接后的 AgNW 薄膜在应变低于 120% 时，方块电阻均低于 100 Ω/sq。该复合可拉伸导电薄膜在动态变形过程中表现出优异的机械稳定性。图 6展示了可拉伸导体在三角波形拉伸循环、应变速率为 0.05 sec-1 条件下的电阻变化情况。当应变幅度为 50% 时，未观察到明显的电阻变化；当应变幅度增加至 100% 时，峰值电阻随脉冲循环次数增加而上升，但在脉冲停止后，薄膜电阻恢复至原始值。图 7展示了化学焊接薄膜在电子器件中的一项应用。
<p class="jove_content" ...

采用一种简单的合成方法，通过化学焊接银纳米线薄膜来制备高拉伸性和高导电性的金属导体。

可拉伸电子器件被认为是下一代电子应用的关键技术。在可拉伸电子器件的制备过程中，其中一个挑战是……

本实验的总体目标是提供一种简单的方法，用于制备可应用于可拉伸电子器件中的高拉伸性导体。该方法有助于解决可拉伸电子器件开发中的关键问题，例如导体连接的力学性能。该技术的主要优势在于其制备过程简单。此外，导体制造过程中所用的银量可大幅减少。首先，准备 10 毫升新鲜的水相硝酸银溶液，其中 DEA 与溶液的体积比为 1:1。接下来，制备可拉伸的导电薄膜。首先，通过将2毫升0.5%的银纳米线异丙醇溶液稀释到18毫升水中来制备银纳米线墨水。将此混合物超声处理30秒。接着，使用移液器将16毫升该混合物转移至喷笔中。将装填好的喷笔安装到计算机控制的机器人上。然后，在加热的喷笔涂覆平台上，排列八块玻璃矩形，覆盖一个 4 厘米 × 5 厘米的区域。使用耐热胶带将载玻片固定到位。然后，将温度设定为 100 摄氏度，将喷笔压力设定为 3 巴。现在，在机器人软件控制界面的命令栏中，选择画笔运动命令序列。接着输入必要的参数以完成自动喷涂程序，并运行该程序。更多细节请参阅文字版实验方案。在玻璃表面喷涂后，将银纳米线薄膜置于加热板上，在 120 摄氏度下烘烤 10 分钟。烘烤完成后，将 400 微升制备好的银前驱体墨水浇铸到薄膜上。然后将薄膜置于设定为100摄氏度的加热板上烘烤40分钟。随后，用去离子水小心冲洗涂层，以去除未反应的化学残留物。接着，将涂覆的薄膜自然风干。下一步是将200微升水性聚氨酯乳液浇铸在银纳米复合薄膜上。然后让薄膜在空气中干燥10小时，使其完全固化。完全固化后，用镊子将样品从玻璃表面剥离，并进行后续测试。首先，执行拉伸测试。先预热线性电机驱动平台。然后，在平台的软件控制界面中，将电机的移动步数设置为8000步。然后，点击舞台控制软件中的 X+，移动移动舞台，直到其接触到固定舞台。接触后，在舞台控制软件中点击“设置 0”。接着，点击 X- 使移动舞台向后移动。移动平台，使两个平台之间形成一厘米的间隙。现在，使用金属夹具将样品固定在间隙上方。这样就形成了一个可测试的 1×1 厘米的区域。接下来，将鳄鱼夹连接到数字万用表，并记录测试区域的电阻。然后，将电机移动步数设置为800，点击X轴按钮，使移动平台远离固定平台一毫米，从而在样品上产生10%的应变。产生10%应变后，记录电阻值。重复此步骤，直到电阻显著增加，这可能需要施加高达150%的应变。然后，继续测试下一个样品或进行下一项测试。接下来，进行稳定性测试。测试装置与拉伸测试类似，但在此测试中，需将万用表连接至计算机，以便计算机记录数据。在阶段控制软件中输入循环次数，然后单击程序面板上的“运行 1 2 3”以执行稳定性测试。这将使移动平台做往复运动以拉伸样品，拉伸循环呈三角波形式。最后的测试为LED照明测试。像之前一样设置测试材料，并将有线支架与 LED 和电源串联连接。现在，将电源从零逐渐增加至九伏，此时 LED 应该会被点亮。然后，在软件中创建应变，方法与应变测试相同，直至LED变暗。一旦样品通过所有这些测试，即可认为其在可拉伸电子器件应用中具有有效的导电性。化学焊接工艺后银纳米线薄膜的形貌显示，再生的银纳米颗粒优先生长在银纳米线表面，并包裹在纳米线与纳米线的连接处。对未焊接和已焊接的含不同量银纳米线的薄膜施加了拉伸应变。当施加低于120%的应变时，两者的方阻均低于100欧姆。该复合型可拉伸导电薄膜在此动态变形过程中表现出优异的机械稳定性。以快速应变速率对薄膜施加三角波形拉伸循环时，在50%的应变幅度下未观察到明显的电阻变化。当应变幅度达到100%时，峰值电阻随脉动循环而增加。脉动停止后，薄膜的电阻恢复至原始值。该方法可制备出高拉伸性的导体，为下一代可拉伸电子器件提供高效的互连材料。

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