Name: シルバーナノワイヤーと伸縮性の高い導体の製造方法 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-21T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 50 s
Description: 学ぶシルバーナノワイヤーを用いた高伸縮性導体の簡便な製造法。硝酸銀水溶液とDEAを用いて導電性薄膜を作製し、銀使用量を削減しながら機械的特性を評価する。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

著者は科学技術省からの財政的支援に感謝しています。

シルバー前駆体インクの調製<ol><li> 3.15ミリリットルの脱イオン水にジエタノールアミン1.85グラム（DEA）を追加します。 </li><li> 5ml中の硝酸銀の脱イオン水0.15グラムを溶かします。 </li><li>使用直前に10 mlの銀前駆体インクを持っている1体積比：1でDEAと硝酸銀水溶液を混合します。 </li></ol>伸縮性導電性薄膜の作製2。 <ol><li> AgNWインクの調製 <ol><li> 18ミリリットルの脱イオン水とイソプロパノール0.5重量％のAgNWsの2ミリリットルを希釈します。 </li><li> 25℃で30秒間超音波浴中に配置します。 </li></ol></li><li> 自動スプレー塗装によりAgNW薄膜の作製 <ol><li> 1×2.5センチメートル2に等しいサイズのピースにスライドし、標準的な顕微鏡をカットします。このサイズの16ガラス片を作製し、エタノール湿らせたレンズクリーニングティッシュでそれらを清掃してください。 </li><li> airbrの塗料カップに（部1から）転送16ミリリットルAgNWインクピペットでUSH。スプレー塗装用コンピュータ制御ロボットにエアブラシをマウントします。 </li><li>ステージ上で4×2の構成ではガラス片の8を配置し、耐熱テープで固定します。ステージ上のすべてのガラス基板の総面積は4×5 cm 2です。 </li><li>別に、3バールおよび100℃での使用圧力と加熱ステージの温度を設定します。 </li><li>ロボット制御ソフトウェアを開きます。 「コマンド」列の下にブラシモーションコマンドシーケンスをクリックして選択します。 図1に示すように、自動噴霧プログラムを完了するために必要な入力パラメータを入力します。プログラムを実行します。 注意：「回線速度」コマンドでは、200ミリメートル/秒でエアブラシの旅行になります。 「ブラシ領域」コマンドにより、エアブラシは、ガラス基板の短辺方向に前後に移動する長辺方向に沿ってステージを移動すると2つのストローク間の空間ながら配列は5mmです。 「ラインスタート &quot;と&quot;林Eの終了」コマンドは、自動噴霧操作の開始点と終了点の位置を決定する。それらの位置は、ステージ上のガラス基板のアレイの位置に依存しています。「ポイントを待って &quot;コマンドは、20秒の待機時間を設定します各自動噴霧サイクルの終わり。コマンド」をループアドレス」は、複数の噴霧サイクルを可能にし、自動噴霧サイクル数は15回です。コマンドのより詳細な指示は、製造業者のプロトコルに記載されています。 </li><li> 30回に自動噴霧サイクル数を変更します。 30噴霧サイクルのAgNW薄膜を作製するために2.2.5 - 繰り返して、2.2.3を繰り返します。 </li><li>スプレーコーティングした後、10分間、120℃のホットプレート上の銀ナノワイヤ薄膜を焼きます。 </li></ol></li><li> 化学はんだ付けプロセス <ol><li>ガラス基板上の各スプレー塗布銀ナノワイヤ薄膜の上に銀前駆体インクの400μLをキャストします。 </li><li> 100のホットプレート上の膜を焼きます＃176; C 40分間。 </li><li>非反応化学残基および空気乾燥塗膜を除去するために、脱イオン水で慎重に反応性コーティングを洗い流します。 </li></ol></li><li> キャスト・剥離工程 <ol><li>ガラス基板上の各銀ナノコンポジット薄膜の上に200μlの市販の水ベースのPUエマルジョンをキャストします。 </li><li>完全に凝固を確実にするために、10時間にわたってフィルム空気が乾燥します。 </li><li>自立複合フィルムなどのガラス基板からサンプルをはがし。 </li></ol></li></ol> 3.特性評価<ol><li> ストレッチテスト <ol><li>リニアモーター駆動ステージをオンにして、マシンがウォームアップするために10分を待ちます。 </li><li>ステージ制御ソフトウェアを開きます。 8000ように、モータの移動ステップ数を設定します。それは固定ステージに接触するまで、モバイルのステージを移動するステージ制御ソフトウェアの「X +」をクリックして、Tの位置を設定するには、「0を設定」をクリックステージ制御ソフトウェアのゼロとして、彼の携帯のステージ。 注意：モバイルステージは、モータの1ステップで0.00125ミリメートルを移動します。モータは8,000ステップを移動した場合例えば、移動ステージは1cmに移動します。 「X +」のプラス記号は &quot;X-&quot;の負の符号が離れて固定ステージから移動することを意味しな​​がら、固定ステージに近づく方向でモバイルステージが移動することを意味します。 </li><li>モバイルと固定ステージの間に1cmのスペースを残すために、モバイル、ステージを移動するために &quot;X-&quot;をクリックしてください。ステージ上に有線ホルダーとサンプルの両端を固定します。これにより、サンプルの伸び面積は1×1 cm 2です。延伸機の設定は、図2に示されています。 </li><li>抵抗測定用のデジタルマルチメータに接続するには、ステージ所有者への配線ケーブルのもう一方の端（ 図2）は、ワニ口クリップを使用します。 </li><li> MOVへの800をクリックして「X-」とモータの移動ステップ数を設定します。電子離れて固定ステージから移動ステージ1ミリ（10％株）は、サンプルを伸ばし、抵抗を記録します。かなり抵抗が増加する（〜150％系統）まで、この手順を繰り返します。 </li></ol></li><li> 安定性試験 <ol><li> 3.1.4 - ステップ3.1.2のようにテストを準備します。 </li><li>デジタルマルチメータのソフトウェアを開きます。コンピュータにデジタルマルチメーターを接続します。デジタルマルチメータの長押し &quot;RELΔ」ボタンコンピュータのアイコンは、デジタルマルチメータモニターの左上隅に表示されるまで。デジタルマルチメータソフトウェアの「USB接続」をクリックして、ソフトウェアが測定された抵抗値を記録するために開始します。 </li><li> 図3に示すように、ステージ制御ソフトウエアのプログラムパネルの入力フィールドにコマンドを入力し、コマンド&quot;：U-4000」は、コマンドながら4,000歩の距離固定ステージから移動ステージを移動することを意味する&quot;：U4000」手段4000ステップバックモバイルステージを移動します固定ステージ（50％株について4000、100％の株について8000）へ。ストレッチングサイクル数は15回です。モバイルステージのデフォルトの速度を1mm / secです。 </li><li>自動プログラムを実行するステージ制御ソフトウエアのプログラムパネルで「123の実行」をクリックしてください。モバイルステージは三角波の伸長サイクルでサンプルをストレッチするための往復運動に移動します。 </li><li>マルチメータのソフトウェアで保存アイコンをクリックして、.xlsファイルとして抵抗応答プロファイルのデータをエクスポートします。 </li></ol></li><li> LED点灯試験 <ol><li> 3.1.3 - ステップ3.1.2のようにテストを準備します。 LEDと電源に直列に配線ホルダーを接続します。 </li><li>電源をオンにします。 LEDを点灯するために9 Vまで電圧を上げます。 </li><li>サンプルを伸ばし、LEDの明るさを記録するために写真を撮るために固定ステージから離れ、携帯ステージ1ミリ（10％歪み）を移動するには、 &quot;X-&quot;をクリックしてください。この手順を繰り返して、LEDの光が暗くなります。写真を撮影しながら、カメラの自動露出をオフにする必要があることに注意してください。 </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>

著者らは開示するものは何もない。

化学的なはんだ付けプロセスは、銀ナノワイヤとの間の接触を強化することができます。 図4bに示すように、ワイヤ/ワイヤ接合はAgNW薄膜スプレーコーティング上に、反応性の銀インクを塗布した後、銀で被覆されています。銀回収は、DEAの分解から発生するホルムアルデヒドに強く依存し、したがって、はんだ付けプロセスまたは銀の減少は温度上昇により加速することができる。22 AgNWsの金属表面は、効果的な電子交換部位を提供するので、銀ナノ粒子が優先的にAgNW面に沿って減少しています、およびアマルガムコンタクトを形成するワイヤのワイヤ接合をオーバーラップします。この化学的なはんだ付けプロセスは、しかし、その後、過剰な反応性の溶液を除去するためのすすぎ工程を必要とします。一つは、乾燥前AgNWsとガラスの間の低い接着にゆっくりと慎重に半田AgNW薄膜を洗浄するために必要です。リンスおよび乾燥後、AgNW薄膜とすることができます簡単キャスト・アンド・剥離法によりPUに転送されます。ガラスの上に金型やスペーサーを使用すると、1にも簡単に複合伸縮性導体にPU層の厚さを調整することができます。 ...

大きな伸縮性のある変形可能な電子機器は、次の世代のウェアラブルと携帯用電子機器の実現に不可欠な部品として同定されている。1これら伸縮性電子デバイスは、プラスチックシート上のものの電子デバイスとして大きな柔軟性を示す2、3だけでなく、優れた展示だけでなく、延伸条件やひねり厳しい下のパフォーマンス。4大変形下での優れた電気的性能と伸縮性エレクトロニクス、材料を実現するためには必要とされています。材料科学の最近の進歩は、このような機能性材料を合成する可能性を示しており、複雑な形状の変形に大きな耐性を有する伸縮性光電子デバイス5-9を設計するためにそれらを使用しています。全ての電子機能材料の中では、伸縮性の導体は、これらの光電子デバイスに電力を供給するために必要であり、従って、デバイス性能のために非常に重要です。金属またはインジウムスズ酸化物、大変形下での機械的ロバスト性の欠如のような規則的な導電性材料、ので、これらの材料で作られた相互接続は、プロセスの延伸下で良好な電気伝導性を発揮することができません。したがって、このようなカーボンナノチューブ、グラフェン1、10またはAgNWs等の可撓性導電性材料の薄い層で覆われた弾性基質は、11-14は、優れた伸縮性を有する導電体のために設計されています。そのため、高いバルク導電率の、AgNW薄膜はAgNW薄膜の13浸透ネットワークが効果的に大きな電気伝導度と延伸工程に大きな弾性変形を収容することができます。複合伸縮性導体のための最も有望な材料であることが示されている、とのように考えられています有望な伸縮性電極候補。伸縮性導体としてAgNW薄膜を実現するために、それはAgNWs間の効果的な電気接点を有することが必要です。液相堆積AN後基板表面上のD乾燥、AgNWsは定期的に大きな電気抵抗に生じる緩み接点と浸透メッシュを形成するために一緒に積み重ねます。したがって、一つの接触抵抗を低減するために、高温または高圧アニーリング方法15-20によってナノワイヤ間のコンタクトをアニールする必要があります。 文献において、これらのアニーリングプロセスとは対照的に、ここでは、我々は、通常の実験室条件下でAgNWネットワーク接続をアニールするために、単純な化学的方法を実証する。21の製造プロセスは、 図4Aに示されています。反応性インクをガラス板上の薄膜AgNWスプレーコーティングを焼結するのに使用されます。反応後、ナノワイヤ間の接触は、銀で被覆されているので、AgNWネットワークは、化学的に一緒にはんだ付けされています。キャスト及び剥離方法は、その後、明らかな変化を示さないことができる複合導体を形成するために、伸縮性PU基板に半田付けAgNWネットワークを転送するために使用されるIでも120％の大きな引張歪みにおけるn個の電気伝導度。

<table><tbody><tr><td>銀ナノワイヤー</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>778095-25ML</td><td>AgNW、直径120 nm、長さ20-50 mm、IPA中0.5 wt%</td></tr><tr><td>硝酸銀結晶</td><td>Macron Fine Chemicals</td><td>MK216903</td><td></td></tr><tr><td>ジエタノールアミン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D8885-500G</td><td></td></tr><tr><td>ポリウレタンエマルジョン</td><td>ファーストケミカル</td><td>20130326036</td><td>35 wt% 水性アニオン性ポリエステル-ポリウレタンエマルジョン</td></tr><tr><td>エアブラシ</td><td>台湾エアブラシ&機器</td><td>AFCセンサー&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>卓上ロボット</td><td>ディスペンサーテック</td><td>DT-200&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>デジタルディスペンサーコントローラー</td><td>Dispenser Tech</td><td>9000E&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>自動スプレープログラム</td><td>ディスペンサーテック</td><td>スマートロボット編集 version 3.0.0.5</td><td></td></tr><tr><td>エアコンプレッサー&nbsp;</td><td>プーマ インダストリアル</td><td>NCS-10&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>リニア電動ステージ</td><td>TANLIAN E-O</td><td>カスタマイズ</td><td></td></tr><tr><td>ステージ制御ソフトウェア</td><td>TANLIAN E-O</td><td>カスタマイズ</td><td></td></tr><tr><td>デジタルマルチメーター</td><td>HILA INTERNATIONAL</td><td>DM-2690TU</td><td></td></tr><tr><td>デジタルマルチメーターソフトウェア</td><td>HILA INTERNATIONAL</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>電源</td><td>CHERN TAIH</td><td>CT-605</td><td></td></tr><tr><td>LED</td><td>PCホーム</td><td>M08330766</td><td>http://www.pcstore.com.tw/sun-flower/M08330766.htm</td></tr></tbody></table>

シルバーナノワイヤーと伸縮性の高い導体の製造方法

A Fabrication Method for Highly Stretchable Conductors with Silver Nanowires

伸縮性エレクトロニクスは、次世代の電子用途のためのキーテクノロジーとして識別されます。伸縮性電子デバイスの製造における課題の一つは、優れた機械的安定性を有する伸縮性導体の製造です。本研究では、化学的に銀ナノワイヤー（AgNW）ネットワークとの間の接触点をはんだ付けするための簡単​​な製造方法を開発しました。 AgNWナノメッシュは、第一のスプレーコーティング法を介してスライドガラス上に堆積させました。銀ナノ粒子（AgNPs）前駆体から成る反応性インクはAgNW薄膜をスプレーコーティングの上に適用しました。 40分間加熱した後、AgNPsを優先AgNWナノメッシュをはんだ付けするナノワイヤ接合部に生成し、導電ネットワークを強化しました。化学的に修飾されたAgNW薄膜は、その後、キャスト法により、ポリウレタン（PU）基板に移しました。 PU上のはんだ付けAgNW薄膜は伸張またはローランの下での電気伝導度に明らかな変化を示さありませんでした伸びグラムプロセスは、120％までの株。

化学はんだ付け工程後AgNW薄膜の形態は、 図4Bに示されています。 AgNPsが優先AgNWsの表面に成長し、ワイヤ/ワイヤ接合部の上にラップ回収した。 図5は unsolderedとAgNWsの異なる量を含むはんだ付け薄膜に適用伸び株とシート抵抗の変化を示しています。化学はんだ付けプロセスの後、AgNW薄膜導体に関係なくAgNWsの噴霧量の、高ひずみ条件下で高い導電性を維持することができます。 120％以下の株が適用される場合の両方はんだ付けAgNW薄膜は100Ω/□以下のシート抵抗を示しています。複合伸縮性導電性薄膜は、動的変形過程における大きな機械的安定性を示す。 図6は、0の速いひずみ速度で三角波の伸長サイクル下に伸縮性導体の抵抗の変化を示す図<html> 0.05 秒 -1。明らかな抵抗変化は、50％のひずみ振幅で観察されません。時歪み振幅が増加する100％ひずみに、ピーク抵抗が脈動サイクルの数と共に増加...

単純な合成方法を使用して、銀ナノワイヤ薄膜を化学的にはんだ付けし、伸縮性が高く導電性の高い金属導体を作製します。

Stretchable electronics are identified as a key technology for electronic applications in the next generation. One of the challenges in fabrication of ...

この手順の全体的な目標は、伸縮性のある電子機器のアプリケーション向けに、伸縮性の高い導体を作製する簡単な方法を提供することです。この方法は、接続導体の機械的特性など、伸縮性のある電子機器の開発における重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、単純な製造方法であることです。そして、導体の製造にあった銀の量を大幅に減らすことができます。まず、10ミリリットルの新鮮な硝酸銀水溶液を、DEAを使用して1対1の容量比で調製します。次に、伸縮性のある導電性薄膜を作製します。まず、イソプロパノール中の0.5%銀ナノワイヤーを2ミリリットル、水18ミリリットルに希釈して、銀ナノワイヤーインクを作製します。この混合物を30秒間超音波処理します。次に、ピペットを使用して、この混合物の16ミリリットルをエアブラシに移します。ロードされたエアブラシをコンピューター制御のロボットに取り付けます。次に、加熱されたエアブラシステージで、4 x 5センチメートルの領域をカバーするように8つのガラス長方形を配置します。耐熱テープを使用してスライドを固定します。次に、ステージを摂氏100度に設定し、エアブラシを3本のバーに設定します。次に、ロボットのソフトウェア制御で、コマンド列の下にあるブラシモーションコマンドシーケンスを選択します。次に、必要なパラメータを入力して自動スプレープログラムを完了し、プログラムを実行します。詳細については、テキストプロトコルを参照してください。ガラスをスプレーコーティングした後、銀ナノワイヤー薄膜を120°Cのホットプレートで10分間焼きます。焼き上がったら、準備した銀前駆体インク400マイクロリットルを薄膜に注ぎます。次に、100°Cに設定されたホットプレートでフィルムを40分間焼きます。その後、脱イオン水でコーティングを慎重にすすぎ、未反応の化学残留物を取り除きます。その後、コーティングされたフィルムを風乾します。次のステップは、銀ナノ複合薄膜上に200マイクロリットルの水性PUエマルジョンをキャストすることです。次に、フィルムを10時間風乾させて、完全に固化させます。完全に固まったら、鉗子を使用してサンプルをガラスから剥がし、テストを進めます。まず、ストレッチ テストを実行します。まず、リニアモーターステージをウォームアップします。次に、ステージのソフトウェア制御で、モーターの移動ステップの数を8000に設定します。次に、ステージ制御ソフトウェアのX+をクリックして、固定ステージに触れるまでモバイルステージを移動します。接触したら、ステージ制御ソフトウェアの「0を設定」をクリックします。次に、「X-」をクリックして、モバイル・ステージを後方に移動します。2つのステージの間に1センチの隙間ができるまでステージを動かします。次に、ワイヤードホルダーでサンプルを隙間に固定します。これにより、1 センチメートルずつテスト可能な領域が作成されます。次に、ワニ口クリップをデジタルマルチメータに接続し、テストエリア全体の抵抗を記録します。次に、モーターの移動ステップ数を800に設定し、[X-]をクリックして、移動ステージを固定ステージから1ミリメートル離して、サンプルに10%のひずみを作成します。10%のひずみを生成した後、抵抗を記録します。抵抗が大幅に増加するまでこの手順を繰り返しますが、これには150%のひずみが必要な場合があります次に、次のサンプルまたは次のテストに進みます。次に、安定性テストを実施します。セットアップはストレッチテストに似ていますが、このテストでは、マルチメータをコンピュータに接続して、コンピュータがデータを記録できるようにします。ステージ制御ソフトウェアで、サイクル数を入力し、プログラムパネルのrun 1 2 3"をクリックして安定性テストを実行します。これにより、移動ステージが往復運動で移動し、サンプルが引き伸ばされ、三角形の波状に伸びます。最終テストはLED照明テストです。前と同じように試験材料をセットアップし、配線されたホルダーをLEDと電源と直列に接続します。次に、電源を0ボルトから9ボルトに増やします。これにより、LEDが点灯します。次に、ソフトウェアで、LEDが暗くなるまで、ひずみテストで行ったようにひずみを作成します。サンプルがこれらすべてのテストに合格すると、伸縮性のある電子機器のアプリケーションで効果的な導体と見なすことができます。化学はんだ付けプロセス後の銀ナノワイヤ薄膜の形態は、回収された銀ナノ粒子が銀ナノワイヤの表面上で優先的に成長し、ワイヤ - ワイヤ接合部を包み込むことを示しています。伸長ひずみは、異なる量の銀ナノワイヤを含む未はんだ化およびはんだ付けされた薄膜に付けられました。どちらも、120%未満のひずみが加えられた場合、100Ω未満のシート抵抗を示しました。複合伸縮性導電性薄膜は、この動的変形プロセスで大きな機械的安定性を示しました。薄膜を高速ひずみ速度で三角波の伸びサイクルにさらすと、ひずみ振幅が50%のときには明らかな抵抗変化は観察されませんひずみ振幅が100%の場合、ピーク抵抗は脈動サイクルとともに増加しました。脈動が停止した後、フィルムの抵抗は元の値に戻りました。この方法により、伸縮性の高い導体を作製し、次世代の伸縮性エレクトロニクスの効果的な相互接続に役立てることができます。

a-fabrication-method-for-highly-stretchable-conductors-with-silver

Research

JoVE Journal

Engineering

工学

導電性金属インクの平面と立体印刷が説明されています。我々のアプローチは、マイクロスケールでの異常なレイアウトで印刷された電子、光、および生物医学的装置を製造するための新たな道を提供します。...

導電性インクの平面および三次元印刷

フェムト秒レーザー直接描画が頻繁ポリマーおよびガラス中の3次元（3D）のパターンを作成するために使用されます。しかし、3Dでパターニング金属が課題として残されている。我々は800nm​​を中心としたフェムト秒レーザーを用いた高分子マトリックス内に埋め込まれた銀ナノ構造体の製造方法を説明します。...

3Dで切断された銀ナノ構造体を製造する方法

テンプレートとしてアルミニウムや銀または自己組織化単分子膜の犠牲層のいずれかを使用して、単一ナノメートルのギャップによって分離され、電気的にアドレス可能な、高アスペクト比（&gt;...

Nanoskivingによるナノギャップを作製

銀ナノワイヤーは、電子と光学情報を表面プラズモンの形で同時に輸送することができます。ここでは、このような共有回路を実現するための手順を説明し、両方の情報キャリアを伝播する際の制限を評価します。...

通電銀ナノワイヤにおけるプラズモニック輸送の評価

このプロトコルは、完全に埋め込まれた厚い金属メッシュを備えた、高性能で柔軟性のある透明電極のためのソリューションベースの製造戦略を記述しています。このプロセスによって製造された可撓性透明電極は、極低シート抵抗、高い光透過率、曲げ下での機械的安定性、強い基材接着性、表面平滑性および環境安定性を含む、報告された最高性能の中で実証されている。...

埋め込み金属メッシュを用いた高性能で柔軟で透明な電極のための拡張可能なソリューション処理製作戦略

本稿のアシストの誘電泳動を示したフローで、自己組織化ナノワイヤ デバイス。シリコン...

誘電泳動の流れ支援: 高性能低温硬化型ナノワイヤ デバイス作製のための低コストの方法

ここでは、電気流体力学的 (EHD) ジェット印刷を使用して高解像度の導電性パターンを生成するためのプロトコルを提案する.プロトコルには、EHD ジェット印刷の 2 つのモードが含まれています: 連続近傍電界紡糸 (NFES) およびドロップ ・ オン ・ デマンド (DOD) EHD...

パターン化する電気流体力学的ジェットの 2 つのモードを使用して高解像度: 需要と近傍電界紡糸ドロップ

ここでは、迅速かつ再現性をもって生物学的に促された、生分解性のバスユニットなど抗原提示し、可変サイズ、形状、および T 細胞の拡大前のヴィヴォまたは体内表面蛋白質プレゼンテーションと細胞 (aAPC) を生成するためのプロトコルを提案します。.

異方性高分子人工抗原提示細胞 cd 8 + T 細胞活性化のための加工

本プロトコルでは、CIGS薄膜太陽電池における銀ナノワイヤネットワークとCdSバッファ層との間の堅牢なナノスケール接触の製造のための詳細な実験手順について述べた。...

Cu(In,Ga)Se2薄膜太陽電池における銀ナノワイヤー電極とCdSバッファー層間の堅牢なナノスケール接触の製造

本研究では、テンプレートとして使用される多孔質アルミナ膜の形成、電解質溶液を用いたテンプレートへの電着、ナノワイヤーの溶液への放出など、鉄ナノワイヤーを製造するプロトコルについて述べる。...

ナノ多孔質陽極酸化アルミニウムによる鉄ナノワイヤー製造とその特性

フレキシブル電極は、ソフトロボティクスやウェアラブルエレクトロニクスに幅広い用途があります。本プロトコルは、リソグラフィ的に定義されたマイクロ流体チャネル を介して...

マイクロ流体チャネルベースのソフト電極とその静電容量式圧力センシングへの応用

学ぶシルバーナノワイヤーを用いた高伸縮性導体の簡便な製造法。硝酸銀水溶液とDEAを用いて導電性薄膜を作製し、銀使用量を削減しながら機械的特性を評価する。

シルバーナノワイヤーと伸縮性の高い導体の製造方法

さらに動画を探す