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離子液體與墨水?用于電路彈性體上書寫和滲透的離子墨水

2024-11-22 12:45:20 sh默尼 19

離子導(dǎo)體具有靈活性、透明度、生物相容性和抗磁干擾等優(yōu)勢(shì),是智能醫(yī)療、體育和家居等特定人機(jī)交互(HCI)應(yīng)用中的重要材料。HCI對(duì)各種功能集成的需求越來(lái)越大,其中精確的圖案技術(shù)是功能集成中的重點(diǎn),它能夠控制電路結(jié)構(gòu)和布局,促進(jìn)各模塊的功能協(xié)作和復(fù)雜應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。圖案化在小型器件中也至關(guān)重要,能在降低電路間干擾和損耗的同時(shí)提高器件性能。


與傳統(tǒng)集成電路的制造相比,離子導(dǎo)體圖案化技術(shù)更加關(guān)注耐磨性。HCI過(guò)程通常涉及與物品的頻繁接觸,產(chǎn)生的摩擦可能會(huì)改變離子電路的特性甚至導(dǎo)致電路斷裂。因此,開(kāi)發(fā)一種耐磨圖案化方法對(duì)推進(jìn)離子電路領(lǐng)域的發(fā)展至關(guān)重要。目前,圖案化離子導(dǎo)體技術(shù)包括模板法、3D打印和電化學(xué)方法。研究表明,紙張、織物和天然多孔材料等基底材料與金屬納米離子、導(dǎo)電聚合物等導(dǎo)電油墨結(jié)合有助于設(shè)計(jì)出更好的柔性電路,但這種圖案化電路容易受到磨損。因此,穩(wěn)定的離子電路迫切需要一種簡(jiǎn)單、耐用、耐磨的圖案化方法。

基于此,來(lái)自中國(guó)人民大學(xué)賀泳霖團(tuán)隊(duì)使用疏水性離子液體(ILs)和聚氨酯為離子電路圖案化開(kāi)發(fā)了一種簡(jiǎn)單的技術(shù),即直接離子墨水書寫(DIIW)。聚氨酯作為基底材料,具有堅(jiān)固的機(jī)械性能,能有效保護(hù)離子液體電路,而且疏水性離子液體不易受環(huán)境濕度的影響,確保了電信號(hào)的穩(wěn)定性。

首先,研究者制備了聚氨酯(PU)和聚離子液體(PILs)互穿網(wǎng)絡(luò),測(cè)試了具有不同官能度(f) PU的拉伸曲線,還對(duì)其斷裂伸長(zhǎng)率和楊氏模量進(jìn)行了研究。測(cè)試結(jié)果表明,斷裂伸長(zhǎng)率隨f的增加而逐漸降低,楊氏模量則與此相反。綜合考慮楊氏模量和斷裂伸長(zhǎng)率,研究者最終選擇f值為2.18PU進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

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默尼化工科技(上海)有限公司

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