Name: Um método de fabricação para Condutores altamente extensível com prata Nanowires (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-21T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 50 s
Description: Aprenda a fabricar condutores altamente extensíveis usando filmes finos de nanofios de prata. Este método simplifica a produção e reduz significativamente o uso de prata em eletrônicos flexíveis.

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Os autores agradecem o apoio financeiro do Ministério da Ciência e Tecnologia.

1. Preparação do Precursor de tinta de prata <ol><li> Adicionar 1,85 g de dietanolamina (DEA) em 3,15 ml de água desionizada. </li><li> Dissolve-se 0,15 g de nitrato de prata em 5 ml de água desionizada. </li><li> Misturar a solução de nitrato de prata aquoso com DEA em uma proporção de 1: 1 de volume de tinta tem precursor 10 ml de prata direita antes de usar. </li></ol> 2. Fabricação de Stretchable condutoras Filmes Finos <ol><li> Preparação da tinta AgNW <ol><li> Dilui-se 2 ml de 0,5% em peso AgNWs em isopropanol com 18 ml de água desionizada. </li><li> Colocá-lo em banho de ultra-sons durante 30 segundos a 25 ° C. </li></ol></li><li> A fabricação de películas finas AgNW por revestimento por pulverização de auto- <ol><li> Corte padrão lâminas de microscópio em pedaços de tamanho igual a 1 × 2,5 centímetros 2. Prepare 16 peças de vidro deste tamanho e limpá-los com tecido de limpeza de lentes molhada-etanol. </li><li> Transferir 16 ml AgNW tinta (a partir da secção 1) para dentro do copo de tinta da airbrush com uma pipeta. Monte o airbrush em um robô controlado por computador para revestimento por pulverização. </li><li> Coloque 8 de peças de vidro em um arranjo de 4 × 2 no palco e corrigi-los com fitas resistentes ao calor. A área total de todos os substratos de vidro sobre o palco é 4 × 5 cm 2. </li><li> Defina a pressão de trabalho e aquecimento temperatura fase a 3 bar e 100 ° C, separadamente. </li><li> Abra o software de controle do robô. Clique para selecionar sequência de comandos escova movimento na coluna &quot;Comando&quot;. Digite os parâmetros de entrada necessários para completar o programa de auto-pulverização como mostrado na Figura 1. Execute o programa. Nota: O comando &quot;Speed ​​Line&quot; faz com que a viagem airbrush a 200 mm / sec. Pelo comando &quot;Área da escova&quot;, o spray se move para trás e para a frente na direcção do lado curto da matriz de substrato de vidro, enquanto os estágio se move ao longo da direcção do lado longo e do espaço entre dois cursos é de 5 mm. A &quot;Linha de Partida&quot; e &quot;Line fim &quot;comandos determinar as posições de partida ao ponto final da operação de auto-pulverização. As posições deles depende da posição da matriz de substrato de vidro no palco. O comando&quot; Espere Point &quot;define um tempo de espera de 20 segundos em no final de cada ciclo de auto-pulverização. &quot;loop Endereço&quot; comando permite que vários ciclos de pulverização e o número de ciclos de auto-pulverização é de 15 vezes. instrução mais pormenorizada dos comandos podem ser encontrados no protocolo do fabricante. </li><li> Alterar o número de ciclos de auto-pulverização em 30 vezes. Repita os passos 2.2.3 - 2.2.5 AgNW para fabricar filmes finos de 30 ciclos de pulverização. </li><li> Após o revestimento por pulverização, cozer nanofios filmes finos de prata sobre uma placa quente a 120 ° C durante 10 min. </li></ol></li><li> Processo de soldagem Chemical <ol><li> Fundido a 400 ul de tinta de prata sobre cada precursor de prata nanofio película fina revestida por pulverização no substrato de vidro. </li><li> Asse os filmes em uma placa quente a 100 &amp;# 176; C por 40 min. </li><li> Lavar os revestimentos reactivos cuidadosamente com água deionizada para remover resíduos químicos não reactivos e deixe secar os filmes revestidos. </li></ol></li><li> Cast-descascando processo <ol><li> 200 ul de molde disponível comercialmente à base de água pu emulsão sobre cada película fina de nano-compósito de prata sobre o substrato de vidro. </li><li> Secar as películas durante 10 h para assegurar a solidificação completa. </li><li> Retire as amostras de substratos de vidro como filmes compostos de pé livre. </li></ol></li></ol> 3. Caracterização <ol><li> Teste de alongamento <ol><li> Ligue a fase linear motorizada e esperar 10 minutos para a máquina para aquecer. </li><li> Abra o software de controle de fase. Defina o número de passos que se deslocam os do motor como 8.000. Clique em &quot;X +&quot; no software de controle de fase para mover o palco móvel até tocar no palco fixo e clique em &quot;SET 0&quot; para definir a posição de tele palco móvel como zero no software de controle de fase. Nota: A fase móvel move 0,00125 mm em um passo do motor. Por exemplo, a fase móvel se desloca 1 cm, se o motor move 8.000 passos. O sinal de mais de &quot;X +&quot; significa que os móveis se move palco na direção de se aproximar de palco fixo, enquanto o sinal negativo do &quot;X-&quot;, mudança longe do palco fixo. </li><li> Clique em &quot;X&quot; para mover o palco móvel para deixar um centímetro de espaço entre o palco móvel e fixa. Fixe ambas as extremidades da amostra com os suportes para o fio fases. Desse modo, a área que se estende da amostra é de 1 x 1 cm 2. A configuração da máquina de estiramento é mostrada na Figura 2. </li><li> Use as garras jacaré, que são as outras extremidades dos cabos de fiação para os titulares de palco (Figura 2), para se conectar ao multímetro digital para medições de resistência. </li><li> Defina o número de etapas em movimento do motor como 800. Clique em &quot;X&quot; para move a fase móvel 1 mm (10% de deformação) de distância a partir do andar fixo para alongar a amostra e registar a resistência. Repita este passo até que a resistência aumenta de forma significativa (~ 150% de tensão). </li></ol></li><li> Teste de estabilidade <ol><li> Prepare o teste como nos passos 3.1.2 - 3.1.4. </li><li> Abra o software multímetro digital. Ligue o multímetro digital para o computador. Prima o botão &quot;REL Δ&quot; no multímetro digital até um ícone do computador aparece no canto superior esquerdo do monitor multímetro digital. Clique em &quot;conexão USB&quot; no software multímetro digital eo software começa a gravar resistências medidos. </li><li> Digite os comandos para os campos de entrada no painel programa do software de controle de fase como mostrado na Figura 3 O comando. &quot;: L-4000&quot; significa mover o palco móvel 4.000 passos de distância do palco fixo, enquanto o comando &quot;: U4000&quot; meios para mover o palco móvel 4.000 passos para tráspara a fase fixa (4000 para 50% de tensão, de 8.000 para 100% de tensão). O número de ciclos de alongamento é 15 vezes. O padrão de velocidade da fase móvel é de 1 mm / seg. </li><li> Clique em &quot;Executar 123&quot; no painel programa do software de controle de fase para executar o programa automático. Os movimentos palco móvel em um movimento alternativo para esticar a amostra com ciclos de alongamento de forma de onda triangular. </li><li> Clique no ícone salvar no software multímetro e exportar os dados de perfis de resposta a resistência como um arquivo .xls. </li></ol></li><li> Teste de iluminação LED <ol><li> Prepare o teste como nos passos 3.1.2 - 3.1.3. Ligue os titulares ligadas em série com um LED e uma fonte de alimentação. </li><li> Ligue a fonte de alimentação. Aumentar a tensão de 9 V para acender o LED. </li><li> Clique &quot;X&quot; para mover o estágio de 1 mm (10% de deformação) móvel afastada da fase fixa para alongar a amostra e tirar uma fotografia para gravar a luminosidade do LED. Repita este passo até que oluz de LED torna-se fraca. Tenha cuidado para que a auto-exposição da câmera deve ser desligado enquanto tira fotografias. </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>
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</ol>

Os autores não têm nada a divulgar.

O processo de soldagem química pode ajudar a reforçar o contato entre nanofios de prata. Como se mostra na Figura 4b, os cruzamentos de fio / fio são cobertas com prata após a aplicação da tinta de prata sobre a pulverização reactiva revestida AgNW película fina. A recuperação de prata depende fortemente do formaldeído gerado a partir da degradação de DEA, e, assim, o processo de soldadura ou de redução de prata pode ser acelerada com o aumento da temperatura. 22 Uma vez que ...

Dispositivos eletrônicos deformáveis ​​com grande capacidade de estiramento foram identificados como áreas críticas para a realização de eletrônicos vestíveis e portáteis na próxima geração. 1 Esses dispositivos eletrônicos esticáveis ​​mostrar não só uma grande flexibilidade como os dispositivos eletrônicos em folhas de plástico, 2, 3, mas também apresentam excelente desempenho sob condições de estiramento ou torção graves 4. Para realizar a eletrônica elásticos, materiais com excelente desempenho elétrico sob grande deformação é necessário. Os recentes avanços na ciência dos materiais têm mostrado a possibilidade de sintetizar esses materiais funcionais e os usaram para projetar dispositivos optoeletrônicos esticáveis ​​5-9 com grande tolerância a deformações formas complexas. Entre todos os materiais funcionais eletrônicos, condutores elásticos são necessárias para fornecer energia eléctrica a esses dispositivos optoeletrônicos e, portanto, são de importância crítica para o desempenho do dispositivo.Como materiais condutores regulares, como o metal ou o óxido de índio-estanho, a falta de robustez mecânica sob grandes deformações, interliga feitos destes materiais são incapazes de apresentar uma boa condutividade eléctrica ao abrigo do processo de estiramento. Assim, substratos elásticos cobertos com uma camada fina de materiais condutores flexíveis, tais como nanotubos de carbono, 1 grafeno, 10 ou AgNWs, 11-14 são concebidos para condutores com uma excelente capacidade de estiramento. Devido à elevada condutividade granel, AgNW películas finas têm demonstrado ser o material mais promissor para condutores elásticos compósitos. 13 As redes de percolação de AgNW filmes finos pode efectivamente acomodar grandes deformações elásticas no processo de estiramento com grande condutância eléctrica, e são considerados um candidato promissor eléctrodo esticável. Para implementar AgNW filmes finos como condutores elásticos, é necessário ter contatos elétricos eficazes entre AgNWs. Depois de um líquido deposiçãod secagem em superfícies de substrato, AgNWs empilhar regularmente em conjunto para formar uma malha de percolação com pontos de contacto moles, que produzem em grandes resistências eléctricas. Assim, é necessário para recozer os contactos entre os nanofios de alta temperatura ou de alta pressão métodos de recozimento de 15-20 para reduzir as resistências de contacto. Em contraste com estes processos de recozimento na literatura, aqui, iremos demonstrar um método químico simples para hibridar AgNW conexões de rede em condições laboratoriais normais. 21 O processo de fabrico está ilustrado na Figura 4A. A tinta reactiva é utilizada para sinterizar o spray AgNW películas finas revestidas sobre uma placa de vidro. Após a reacção, os contactos entre os nanofios são cobertas de prata e, portanto, a rede AgNW é soldada quimicamente juntos. Um método fundido e de casca é então utilizado para transferir a rede AgNW soldada a um substrato de PU extensível para formar um condutor compósito, que pode apresentar nenhuma alteração evidente in condutividade elétrica, mesmo em grande esforço de tensão de 120%.

<table><tbody><tr><td>Nanofio de prata</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>778095-25ML</td><td>AgNW, 120 nm de diâmetro e 20-50 mm de comprimento, 0,5% em peso em IPA</td></tr><tr><td>Cristal de nitrato de prata</td><td>Macron Fine Chemicals</td><td>MK216903</td><td></td></tr><tr><td>Dietanolamina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D8885-500G</td><td></td></tr><tr><td>Emulsão de poliuretano</td><td>First Chemical</td><td>20130326036</td><td>35% em peso de poliéster-poliuretano aniônico à base de água emulsão</td></tr><tr><td>Airbrush</td><td>Taiwan Airbrush & Equipamento</td><td>AFC-sensor&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Robô de mesa</td><td>Dispenser Tech</td><td>DT-200&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Controlador de dispensador digital</td><td>Dispenser Tech</td><td>9000E&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Programa de pulverização automática</td><td>Dispenser Tech</td><td>Smart robot edit versão 3.0.0.5</td><td></td></tr><tr><td>Compressor de ar&nbsp;</td><td>PUMA Industrial</td><td>NCS-10</td><td></td></tr><tr><td>Platina motorizada linear</td><td>TANLIAN E-O</td><td>Software</td> de controle de palco personalizado <td></td></tr><tr><td></td><td>TANLIAN E-O</td><td>Multímetro digital personalizado</td><td></td></tr><tr><td></td><td>HILA INTERNATIONAL</td><td>DM-2690TU</td><td></td></tr><tr><td>Multímetro digital software</td><td>HILA INTERNATIONAL</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Fonte de alimentação</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>

um método de fabricação para condutores altamente extensível com prata nanowires

A Fabrication Method for Highly Stretchable Conductors with Silver Nanowires

Eletrônica elásticos são identificados como uma tecnologia fundamental para aplicações eletrônicas na próxima geração. Um dos desafios na fabricação de dispositivos eletrônicos elásticos é a preparação de condutores stretchable com grande estabilidade mecânica. Neste estudo, foi desenvolvido um método de fabricação simples para soldar quimicamente os pontos de contacto entre as redes de nanofios de prata (AgNW). AgNW nanomesh foi depositado em primeiro lugar sobre uma lâmina de vidro através do método de revestimento por pulverização. A tinta reativa composta de nanopartículas de prata (AGNPS) precursores foi aplicado sobre o spray revestido AgNW filmes finos. Após aquecimento durante 40 min, AGNPS foram gerados preferencialmente sobre as junções de nanofios para soldar o nanomesh AgNW, e reforçou a rede condutora. A película fina AgNW quimicamente modificada foi em seguida transferido para o poliuretano (PU) substratos por método de fundição. Os AgNW filmes finos soldadas na PU apresentaram nenhuma mudança óbvia na condutividade elétrica sob alongamento ou rolandog processo com alongamento cepas até 120%.

A morfologia da película fina após AgNW processo de soldadura química é mostrada na Figura 4B. AGNPS recuperados preferencialmente crescer na superfície de AgNWs e enrole sobre os cruzamentos de fio / fio. A Figura 5 mostra a variação na resistência de folha com as estirpes aplicadas de alongamento para a unsoldered e as películas finas soldadas contendo uma quantidade diferente de AgNWs. Após o processo de soldadura química, AgNW condut...

Um método de síntese simples é usado para soldar quimicamente o filme fino de nanofios de prata para fabricar condutores de metal altamente elásticos e condutores.

Um método de fabricação para Condutores altamente extensível com prata Nanowires

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

O objetivo geral deste procedimento é fornecer um método simples para fabricar condutores altamente elásticos para aplicações em eletrônica elástica. Este método pode ajudar a responder a perguntas-chave no desenvolvimento de eletrônicos elásticos, como a mecânica dos condutores de conexão. A principal vantagem dessa técnica é que é um método de fabricação simples.E a quantidade de prata que havia na fabricação dos condutores pode ser bastante reduzida. Para começar, prepare 10 mililitros de solução aquosa de nitrato de prata fresca, com DEA na proporção de um para um volume. Em seguida, fabrique os filmes finos condutores elásticos.Primeiro, faça a tinta de nanofio de prata diluindo dois mililitros de nanofio de prata 0,5% em isopropanol, em 18 mililitros de água. Sonicar esta mistura durante 30 segundos. Em seguida, use uma pipeta para transferir 16 mililitros dessa mistura para um aerógrafo.Monte o aerógrafo carregado em um robô controlado por computador. Em seguida, no estágio de aerografia aquecida, organize oito retângulos de vidro para cobrir uma área de quatro por cinco centímetros. Use fita resistente ao calor para fixar os slides no lugar.Em seguida, defina o palco para 100 graus Celsius e ajuste o aerógrafo para três barras. Agora, no controle de software do robô, selecione a sequência de comandos de movimento da escova na coluna de comandos. Em seguida, insira os parâmetros necessários para concluir o programa de pulverização automática e execute o programa.Consulte o protocolo de texto para obter mais detalhes. Depois de pulverizar o vidro, asse os filmes finos de nanofios de prata em uma placa quente a 120 graus Celsius por 10 minutos. Depois de cozido, lance 400 microlitros da tinta precursora de prata preparada sobre o filme fino.Em seguida, asse os filmes em uma chapa quente ajustada a 100 graus Celsius por 40 minutos. Posteriormente, enxágue cuidadosamente os revestimentos em água deionizada para remover os resíduos químicos que não reagiram. Em seguida, seque ao ar os filmes revestidos.O próximo passo é lançar 200 microlitros de emulsão de PU à base de água sobre os filmes finos de nanocompósitos de prata. Em seguida, deixe os filmes secarem ao ar por 10 horas para que fiquem totalmente solidificados. Depois de totalmente solidificado, retire as amostras do vidro usando uma pinça e prossiga com o teste.Primeiro, execute um teste de estiramento. Comece aquecendo um estágio motorizado linear. Agora, no controle de software do estágio, defina o número de etapas móveis para o motor para 8000.Em seguida, clique em X+no stage software de controle para mover o mobile stage até que ele toque o fixo stage. Quando o contato for feito, clique em Definir 0" no stage software de controle. Em seguida, clique em X-para mover o estágio móvel para trás.Mova o palco até que haja um espaço de um centímetro entre os dois estágios. Agora, prenda a amostra através da abertura com suportes com fio. Isso cria uma área testável de um por um centímetro.Em seguida, conecte as garras jacaré ao multímetro digital e registre a resistência em toda a área de teste. Em seguida, defina o número de etapas móveis do motor para 800 e clique em X para mover o estágio móvel um milímetro mais longe do estágio fixo para criar uma tensão de 10% na amostra. Depois de produzir uma tensão de 10%, registre a resistência.Repita esta etapa até que a resistência aumente significativamente, o que pode exigir uma tensão de 150%Em seguida, prossiga com a próxima amostra ou o próximo teste. Em seguida, realize um teste de estabilidade. A configuração é como o teste de estiramento, no entanto, para este teste, conecte o multímetro a um computador para que o computador possa gravar os dados.No stage software de controle, digite o número de ciclos e clique em executar 1 2 3" no painel do programa para executar o teste de estabilidade. Isso move o estágio móvel em um movimento alternativo para esticar a amostra, com ciclos de alongamento em forma de onda triangular. O teste final é o teste de iluminação LED.Configure o material de teste como antes e conecte os suportes com fio em série com um LED e uma fonte de alimentação. Agora, aumente a fonte de alimentação de zero para nove volts. Isso deve acender o LED.Em seguida, no software, crie a deformação como feito para o teste de deformação, até que o LED fique escuro. Uma vez que uma amostra passa em todos esses testes, ela pode ser considerada um condutor eficaz nas aplicações de eletrônicos elásticos. A morfologia do filme fino de nanofios de prata após o processo de soldagem química mostra que as nanopartículas de prata recuperadas crescem preferencialmente na superfície do nanofio de prata e se enrolam nas junções fio-fio.A tensão de alongamento foi colocada em filmes finos não soldados e soldados, contendo diferentes quantidades de nanofios de prata. Ambos apresentaram resistência da chapa abaixo de 100 ohms, quando foram aplicadas deformações abaixo de 120%. Os filmes finos condutores elásticos compósitos apresentaram grande estabilidade mecânica neste processo de deformação dinâmica.Ao submeter o filme fino a ciclos de alongamento em uma forma de onda triangular a uma taxa de deformação rápida, nenhuma mudança óbvia de resistência foi observada em amplitudes de deformação de 50% Quando a amplitude de deformação era de 100%, a resistência de pico aumentou com os ciclos de pulsação. Depois que a pulsação parou, a resistência do filme voltou ao valor original. Este método pode produzir condutores altamente elásticos para nos servir na interconexão eficaz para a próxima geração de eletrônicos elásticos.

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Research

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Engineering

Engenharia

Impressão de planar e tridimensional de tintas metálicas condutoras é descrito. Nossa abordagem fornece novas pistas para a fabricação de eletrônicos impressos, optoeletrônica, dispositivos biomédicos e em layouts incomuns em microescala.

Impressão de planar e tridimensional de tintas condutoras

Laser femtosegundo escrita direta é freqüentemente usado para criar tridimensionais (3D) em polímeros padrões e óculos. No entanto, os metais de padronização em 3D continua a ser um desafio. Descreve-se um método para a fabricação de nanoestruturas de prata embutido no interior de uma matriz de polímero usando um laser de femtosegundos centrado em 800 nm.

Um método para fabricar nanoestruturas de prata desconectados em 3D

A fabricação de eletricamente endereçável, high-aspect-ratio (&gt; 1000:1) nanofios metálicos separados por intervalos de nanômetros individuais, seja através de camadas de sacrifício de alumínio e prata ou monocamadas auto-organizadas como modelos é descrito. Estas estruturas nanogap são fabricados sem uma sala limpa, ou quaisquer processos de foto-litografia de feixe de electrões ou por uma forma de extremidade litografia conhecido como nanoskiving.

Confecção Nanogaps por Nanoskiving

Os nanofios de prata podem transportar simultaneamente elétrons e informações ópticas na forma de plasmons de superfície. Um procedimento é descrito aqui para realizar esse circuito compartilhado e as limitações na propagação de ambas as portadoras de informações são avaliadas.

Avaliando plasmônicos Transporte em Prata atual de transporte de nanofios

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Estratégia de fabricação processada e escalável para eletrodos flexíveis e transparentes de alto desempenho com malha metálica embutida

Neste trabalho, fluxo Dieletroforese assistida é demonstrado para a auto-montagem de dispositivos de nanofios. A fabricação de um transistor de efeito de campo de nanofios de silício é mostrada como um exemplo.

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Aqui, apresentamos um protocolo para reproducibly e rapidamente gerar biologicamente inspirados, biodegradável articifical apresentadoras de células (aAPC) com tamanho ajustável, forma e apresentação de proteína de superfície de célula T expansão ex vivo ou in vivo .

Fabricação de anisotrópica poliméricas Artificial células apresentadoras para ativação de células T CD8 +

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