Chem. Commun.底封文章：基于银纳米线导电材料的透明柔性电路

随着科技的不断发展，各种透明柔性电子设备快速发展起来。但相比于透明柔性导电材料，透明柔性电路的研究还存在很多问题，很多透明柔性电路的研究仅仅停留在基底透明而电路不透明的水平。近日，大连大学的孙晶教授（点击查看介绍）课题组以聚二甲基硅氧烷（PDMS）为柔性基底，银纳米线（AgNWs）为导电材料，设计了一种透明柔性电路，克服了以往透明柔性电路部分透明的弊端，实现了真正全透明的柔性电路。相关研究工作发表于Chemical Communications，并被选为2018年54卷第39期的底封文章（图1）。

图1.《化学通讯》底封文章

研究人员首先在PDMS上进行实验，利用旋涂技术将AgNWs溶液均匀地铺展在经过亲水修饰的PDMS表面，透明柔性导电材料的透过率和电阻分别达到了90.86%和3.22 Ω•sq^-1，在透明柔性导电材料领域处于领先水平（图2）。

图2. 透明柔性导电材料的制备流程

该研究团队利用业已成熟的微流控制备技术，在透明柔性基底PDMS表面制作出具有各种复杂图案的孔道，其精度可达到微米级；再将AgNWs铺展到这些孔道中，使其同时具有高导电性。由于孔道对AgNWs的保护，这样制备出的透明柔性电路还具有很强的耐磨性。透明柔性电路的制备过程如图3所示。

图3. 透明柔性电路的制备流程

该透明柔性电路不但具有良好的光学、电学特性，而且还具有良好的机械性能（图4）。他们利用发光二极管和普通干电池对其导电性能进行测试，结果表明其导电性良好；对该电路进行向内外180度的弯折、720度的扭曲及拉伸测试后，发光二极管的亮度基本维持不变。研究者还进一步探究了该透明柔性电路的应用，通过电沉积的方法在电路的AgNWs上沉积Pd纳米颗粒，并利用其对葡萄糖进行检测，结果表明，该传感器对葡萄糖检测的灵敏度很高。

图4. 透明柔性电路的性质及其作为葡萄糖传感器的应用

该研究的独创性在于解决了透明柔性电路制备中的两个难题：（1）实现完全透明的柔性电路；（2）能随心所欲地设计电路图案。该研究建立的透明柔性电极制备方法简便、质量可控、技术指标优异，可极大地推动可穿戴电子设备的发展。该研究工作得到国家自然科学基金（21505013）和辽宁省自然科学基金（2015020660）的资助。

该论文作者为：Jing Sun, Wenhui Zhou, Haibo Yang, Xue Zhen, Longfei Ma, Dirk Williams, Xudong Sun and Ming-Fei Lang

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Highly transparent and flexible circuits through patterning silver nanowires into microfluidic channels

Chem. Commun., 2018, 54, 4923, DOI: 10.1039/C8CC01438H

导师介绍

孙晶，大连大学化学与环境工程学院教授

2014至今，大连大学，教授

2008 - 2014，美国加州大学洛杉矶分校，研究员

2006 - 2008，美国加州大学洛杉矶分校，博士后

2002 - 2005，吉林大学，高分子化学与物理，博士

2000 - 2002，吉林大学，分析化学，硕士

1996 - 2000，吉林大学国家理科人才培养基地化学专业，学士

研究领域：纳米材料，微流控检测

http://www.x-mol.com/university/faculty/49648

郎明非，大连大学医学院教授

2014至今，大连大学，教授

2008 - 2014，美国希望之城国家医学中心，博士后

2002 - 2008，德国海德堡大学，神经科学、分子生物学，博士

2000 - 2002，中科院上海生物化学研究所，研究助理

1998 - 2000，大连医科大学，讲师

1996 – 1998，中国医科大学生理学专业，硕士

1991 - 1996，中国医科大学七年制临床医学专业，学士

研究领域：神经系统疾病

http://www.x-mol.com/university/faculty/49649