Labai elastingas, spiralinis varinis nanovielinis laidininkas, kurio tempimas yra 700% NPP Azijos medžiagos

Labai elastingas, spiralinis varinis nanovielinis laidininkas, kurio tempimas yra 700% NPP Azijos medžiagos

Anonim

Dalykai

  • Projektavimas, sintezė ir apdorojimas
  • Medžiagų mokslas
  • Mechaninės savybės
  • Nanowires

Anotacija

Naujausi pasiekimai netradicinės sulankstomos ir tempiamos elektronikos srityje sukūrė naują elektronikos sritį. Tačiau tradiciniai laidūs metalų oksidai ir plonos metalinės plėvelės yra netinkami kaip tempiamų įtaisų elektrodai, nes jie yra pažeidžiami tempimo ir lenkimo įtempių atžvilgiu. Šiame tyrime aprašome besiūlius, vario, nanodalelių (CuNW) pagrindu pagamintus, tempiamus elektrodus, pagamintus naudojant nebrangų metalo šaltinį, naudojant paprastą ir keičiamą procesą žemoje temperatūroje be vakuumo. Taip pat pristatome grįžtamąją ir ypač tempiamąją (iki 700% deformacijos) spiralinę, CuNW pagrindo laidžią spyruoklę, kuri anksčiau nebuvo naudojama tempiamiems elektrodams.

Įvadas

Naujausi netradicinės sulankstomos ir tempiamos elektronikos pasiekimai rodo didelį naudojimą ateityje nešiojantiems pritaikymams, įskaitant išmaniąsias odos, elektroninius akių tipo vaizduoklius, į odą panašius slėgio jutiklius, elektroninę tekstilę ir raumenis primenančius minkštuosius pavarus. 1, 2, 3, 4, 5 Daugeliui šių programų reikalingas pakankamas elastingumas, kad būtų galima sulenkti, ištempti, susukti ir deformuotis į sudėtingas neplanines formas, išlaikant geras elektrines savybes ir patikimumą. Tempimas yra svarbiausia savybė kuriant naujos kartos nešiojamus prietaisus. Iki šiol buvo pasiūlytos dvi pagrindinės tempiamų elektroninių dalių gamybos strategijos, išskyrus sudėtingus litografijos metodus, pagal kuriuos neorganinės laidžiosios medžiagos ar metalai gali būti formuojami į užrakto geometriją, įskaitant salų tiltų sistemas. 6, 7, 8, 9 Pirmoji strategija yra mikro- arba nanodalelių laidžių anglies medžiagų įtraukimas į elastingų polimerų matricas. 1, 10, 11, 12, 13 Pavyzdžiui, anglies pagrindu pagamintos medžiagos, tokios kaip anglies nanovamzdeliai ir grafenas, yra išsamiai ištirtos, ar nėra tempiamų / sulankstomų laidininkų. Ma et al. 13 pagamintų spiralinės juostelės struktūros kompozicijų, sudarytų iš anglies nanovamzdelių ir Ag dribsnių, naudojant formos atminties polimerą, demonstruojantį stabilų atsparumą iki 600% deformacijos. Tačiau šių medžiagų naudojimą dideliuose, integruotuose prietaisuose gali apriboti jų santykinai prastos elektrinės savybės ir brangi kaina. Antra strategija yra naudoti labai laidžias metalines nanostruktūras, tokias kaip stačiakampio formos aukso nanoskopai 14 (deformacija ( ɛ ) = 100% „Ecoflex“ substrate) arba sidabro nanodalelės, įterptos į kompozicines medžiagas 15 (ɛ = 140% ant elastomerinio kaučiuko pluošto).

Pastaruoju metu atsirado alternatyvių būdų, kaip palengvinti laidžias medžiagas, pasižyminčias ypač patvariomis, vieno matmens metalinių nanovielių tinklais, kuriuos lydi paprastas, keičiamas procesas (pavyzdžiui, tirpalo fazės maišymas ir dengimas). 16, 17 Tinklinėse nanostruktūrinėse metalo geometrijose įtempimas, veikiamas mechaninio tempimo įtempio, yra pritaikytas nanovaitinių tinklų sukimosi plokštumoje ir iškraipymų. Taigi, netradicinės nanostruktūros, kurias sukuria erdvinis poslinkis tarp didelių laidų, turinčių didelę atvaizdą, gali išlaikyti savo ištisines tinklo struktūras, kurios veikia kaip elektros krūvio kelias, tuo pačiu atlaisvindamos tempimo metu susikaupusią įtampą. Kaip šios koncepcijos įrodymas, buvo gauta nedaug pranešimų apie sidabriniais nanolaidiniais (AgNW) pagrįstais ištempiamais elektrodais 17, 18, 19 ir AgNW-anglies kompoziciniais hibridiniais elektrodais. 20, 21 Tačiau nebrangioms, nanodalelių struktūros Cu metalo medžiagoms, kaip praktinėms reikmėms, siūloma naudoti naują, ekonomiškai efektyvų metodą, kaip sukurti tempiamus elektrodus, kurie pakeistų brangius tauriuosius metalus, kurie trukdo plačiai taikyti šiuos patrauklius metodus.

Vienos matmenų Cu nanomedžiagų, tinkančių tempiamai elektronikai, paruošimas yra labai reikalingas, nes reikalingas didelis tempimo ir aukšto elektrinio laidumo kraštinių santykis, taip pat paviršiaus grynumas be oksidacijos, turintis didelę paviršiaus ir tūrio struktūrą. . Neseniai buvo sukurtos nanopluoštiniu pagrindu pagamintos tinklinės varinės varpos, nereikalaujančios redukuojančios aukštos temperatūros atkaitinimo; 22, 23, tačiau mechaninis / elektrinis Cu nanopluoštų tempimas nebuvo pakankamai ištirtas, kad šias medžiagas būtų galima pritaikyti tempiamai elektronikai. Panašiai kaip ir „Ag nanovielų“ atveju, variniai nanovieliai (CuNW), sintetinami skystoje fazėje, buvo naudojami kaip ištempiami elektrodai dėl savo grįžtamųjų slydimo savybių. 24 Vis dėlto iki šiol nebuvo tirtas CuNW pagrindu sukurtų tinklo filmų struktūros pritaikymo pagrindo deformacijos stabilumas ir poveikis. Čia aprašome be atkaitinimo, gryno fazės, CuNW pagrindu pagaminamo, elektrodo, pagaminimo paprastu, keičiamu, sintetiniu būdu, suderintu su cheminiu papildomu apdorojimu aplinkos atmosferoje, pagaminimą. Šios ekonomiškai efektyvios naujos klasės Cu medžiagos pasižymi ypač dideliu tempimu iki 700%, nes įdiegtas netradicinis spiralinės struktūros pagrindas, kuris anksčiau nebuvo pritaikytas metaliniams tempiamiesiems elektrodams.

Eksperimentinė procedūra

Medžiagos

Vario (II) chlorido dihidratas, 1-heksadecilaminas, dekstrozė ir DL-pieno rūgštis buvo įsigyti iš „Sigma-Aldrich“ (Sent Luisas, MO, JAV). Izopropilo alkoholis (IPA) ir n-heksanas buvo gauti iš „Duksan Pure Chemical“ (Ansan-si, Gyeonggi-do, Korėja). Sumaišytas celiuliozės esterio membraninis filtras (baltas filtras, kurio skersmuo 25 mm, o porų dydis yra 1 μm), buvo įsigytas iš ADVANTEC (Bunkyo-ku, Tokijas, Otowa, Japonija). Parylene-C dimerą (Dix-C) tiekė KISCO (Tokijas, Japonija). Visi chemikalai buvo naudojami taip, kaip gauta, be papildomo valymo.

CuNW sintezė

CuNW buvo susintetinti naudojant anksčiau paskelbtą ataskaitą su nedideliais pakeitimais. 25 Norėdami susintetinti plonus ir ilgus CuNW, 50 mg CuCl2 · 2 H 2 O, 280 mg heksadecilamino ir 100 mg dekstrozės buvo ištirpinta 20 ml vandens kambario temperatūroje. Galutinis tirpalas sudedamas į buteliuką ir 12 valandų brandinamas kambario temperatūroje, maišant. Užkimšus buteliuką parafino juosta, užkimštas buteliukas 6 valandas kaitinamas aliejaus vonioje 100 ° C temperatūroje. Pasibaigus reakcijai, tirpalas buvo raudonai rudos spalvos. Susintetinti nanolaidai buvo tris kartus plauti heksanu ir IPA (heksanas: IPA = 2: 1). Tada išgryninti CuNW buvo saugomi IPA. Susumavus nanovielį, nuosėdos buvo pašalintos centrifuguojant (500 aps / min 3 minutes), o CuNW dispersija 10 sekundžių buvo apdorota pieno rūgštimi. Ilgesnis pieno rūgšties apdorojimo laikas lėmė morfologinius CuNW pokyčius dėl ėsdinimo. Pieno rūgštis buvo pridėta, kad būtų pašalintos organinės liekanos ir vario oksidas.

CuNW dispersijos koncentracijos nustatymas

CuNW dispersijos koncentracija buvo nustatyta induktyviai sujungtos plazmos optinės emisijos spektrometrijos (ICP-OES, OPTIMA 8300, Perkin Elmer, Waltham, MA, JAV) analize. Norint nustatyti filtravimui naudojamos CuNW dispersijos koncentraciją, nustatytas dispersijos tūris (3 ml) buvo ištirpintas azoto rūgštyje (3 ml), po to išgarintas 70 ° C temperatūroje. Tada išdžiovinta medžiaga dar kartą ištirpinama dejonizuoto vandens (1 ml), azoto rūgšties (3 ml) ir vandenilio peroksido (1 ml) mišinyje.

Sraigtinio struktūros polidimetilsiloksano (PDMS) substrato gamyba ir CuNW perdavimas

Kaip sraigtinės struktūros forma buvo naudojamas varžtas. Norint užpildyti PDMS varžto įdubose be jokių burbuliukų, buvo naudojamas šiaudas, kuris puikiai tilpo su varžtu. PDMS buvo užpildyta šiaudeliu ir pašalinti oro burbuliukai. Sraigtas buvo įkištas į PDMS užpildytą šiaudą sukant varžtą. Tada PDMS buvo kietinama 70 ° C temperatūroje orkaitėje per naktį. Sukietėjus, šiaudai buvo pašalinti ir spiralės formos PDMS buvo išgaunami nulupant juos iš varžto. Norėdami pašalinti nesukietėjusius PDMS teršalus iš paviršiaus, spiralinės struktūros PDMS buvo nuplauti IPA ir išdžiovinti krosnyje. Galiausiai CuNW tinklas buvo perkeltas į šį pagrindą, valcavimo PDMS spiralę ant CuNW plėvelės.

Struktūrinis, optinis ir elektrinis apibūdinimas

Nanostruktūrizuotų plonų plėvelių struktūrinėms savybėms apibūdinti buvo naudojama lauko emisijos skenavimo elektroninė mikroskopija (JEOL-6701F, JEOL Inc., Peabody, MA, JAV). CuNW mėginių lakštų varžos vertės (R sh ) buvo išmatuotos keturių taškų zondo sistema (RS8, BEGA Technologies, Gyeonggi-do, Korėja). Atsparumas buvo nurodytas kaip vidutinė vertė, gauta atlikus bent 10 matavimų. Plokštuminių ir spiralinės struktūros CuNW / PDMS elektrodų mechaninis tempimas buvo nustatytas kaip tempimo ciklų skaičiaus funkcija, pakartotinai ištempiant elektrodus dviejų taškų tempimo įtaisu. Atsparumo vertės buvo išmatuotos išlygintose plėvelėse po tam tikro tempimo ciklų skaičiaus, naudojant keturių taškų zondą. Tempimo bandymui iš abiejų CuNW plėvelės galų buvo nudažytas eutektiškas galio-indio skystas metalas. Tempiamas CuNW laidininkas buvo užsegtas dviem armatūra, o elektrinė varža buvo matuojama esant įvairiems tempimo įtempiams. Dabartiniai įtampos ( IV ) matavimai atlikti naudojant „Agilent 4155C“ analizatorių (Agilent, Santa Clara, CA, JAV).

Rezultatai ir DISKUSIJA

CuNW buvo susintetinti cheminiu būdu vario chlorido reakcija į vandeninį tirpiklį, veikiant uždengimo agentu heksadecilaminu, gerai kontroliuojamu būdu (išsamiau žr. Eksperimento skyrių). Susintetinto CuNW vidutinis skersmuo buvo ~ 66 ± 17 nm, o vidutinis ilgis> 50 μm (1a pav.). Tam, kad būtų galima užtikrinti tiek mechaninį tempimą, tiek elektrinį laidumą nanodaviniais tinkleliais, kurių ilgis yra didelis, ir dideli kraštinių santykiai, nes jie įgalina visiškai tarpusavyje sujungtus, labai laidžius kelius net ir esant mažam nanovielių tankiui, kuris atpalaiduoja įtampą mechaninio mechanizmo metu. pailgėjimas. 24 Nano laidai buvo ištirpinti IPA, kurio koncentracija buvo 203, 8 mg ml- 1, ir po to chemiškai apdoroti pieno rūgštimi, kad būtų visiškai pašalinti paviršiaus paviršiuje esantis oksidas / hidroksidas ir chemiškai absorbuotos organinės dangos molekulės, kurios sumažino CuNW tinklo plėvelių elektrinį laidumą. 26 Cheminis pavertimas faziškai grynais Cu nanodaliniais, naudojant paprastą drėgną apdorojimą, priešingai nei anksčiau aprašyti metodai, palengvino kambario temperatūroje labai laidžių Cu nanomedžiagų gaminimą, neįtraukiant toksiškos cheminės aplinkos. 27, 28 Pabrėžtina, kad AgNW, paruoštus taikant sudėtingą procedūrą, labai rekomenduojama atkaitinimo procesą esant šiek tiek pakilusiai temperatūrai nuo 80–220 ° C, norint paskatinti nano suvirinimą tarp kaimyninių nanų laidų, nes yra organinių dangtelių molekulių. Kai kuriais atvejais tai gali apriboti termiškai pažeidžiamų funkcinių dalių integraciją. Kaip parodyta 1b paveiksle, laidžios „CuNW“ tinklo plėvelės buvo paruoštos filtruojant vakuume, po to spausdinant ant PDMS substrato, kuris plačiausiai naudojamas kaip elastinga polimero matrica.

Image

a ) FESEM CuNW vaizdas po cheminio apdorojimo. ( b ) Tempiamų CuNW elektrodų paruošimo schema tiek ant nesuvaržytų plokščių PDMS, tiek iš anksto įtemptų PDMS substratų, kurių abu galai buvo prailginti spaustukais.

Visas dydis

PDMS substrate kaip kontrolinis mėginys vakuume nusodintos plonos plėvelės buvo mechaniškai plyštos, tempiant 30% (papildomas paveikslas S1). Tai reiškia, kad nekonstrukciškai pagaminta Cu medžiaga neatleidžia taikomo tempimo įtempio, net ir turint omenyje pačios Cu elastingumą. Įtrūkimai, atsirandantys plėvelių paviršiuje statmenai tempimo krypčiai. CuNW tinklo plėvelė, perkelta į PDMS substratą, parodė geresnį tempimo įtempių toleranciją (2a paveikslas), tačiau CuNW plėvelės atsparumas buvo padidintas dvigubai, esant 25% kamienui, ir žymiai padidėjo naudojant papildomą deformaciją, o tai nepriimtina komercializuoti (30–2 pav. 40% padermių). 15 Kalbant apie lauko spinduliuotės skenavimo elektroninės mikroskopijos ir optinės mikroskopijos vaizdus, ​​ant PDMS substrato pagamintos CuNW plėvelės paviršius buvo nuplėštas tempimo kryptimi, kai pritaikytas tempimo įtempis buvo> 30% (2b ir c paveikslai). Tačiau reikia pažymėti, kad atkaitinimo be fazės grynos ilgos CuNW plėvelės tempimas buvo beveik panašus į AgNW plėvelių, suvirintų nanoskalėje, atkaitinant 220 ° C temperatūroje. 19 Norėdami dar labiau pagerinti jų tempimą, CuNW tinklai buvo perkelti į 40% iš anksto įtempto PDMS substrato. Lakšto varža buvo 6–12 Ω / kv. Optiniai vaizdai ir lauko spinduliuotės skenavimo elektronų mikroskopijos vaizdai parodė raukšlėtą CuNW plėvelės struktūrą pašalinus deformaciją nuo PDMS substrato (2b ir c pav.). Trimatis konfokalinis vaizdas taip pat aiškiai atskleidė susiraukšlėjusią CuNW struktūrą (papildomas paveikslas S2). Ši raukšlėta struktūra elgiasi panašiai kaip ir sagčių struktūros, apie kurias pranešta apie Si nanoribonus 29, palengvinančias veiksmingą CuNW tinklų išplėtimą didelėse, daugiau kaip 40% deformacijų. Kaip parodyta 2b paveiksle, nudžiūvęs paviršius buvo sulankstytas nesubraižant ɛ = 50%, užtikrinant substrato išankstinį įtempimo poveikį Cu nanowire tempimui. CuNW plėvelės atsparumas iš anksto įtemptai PDMS šiek tiek padidėjo iki R kamieno / R o, kuris yra 2, 5, kur R o ir R deformacijos yra atsparumo vertės, išmatuotos atitinkamai prieš ištempimą ir po jo, net tempiant iki ɛ = 90% ( 2a pav.). Šis mažas atsparumas lakštams, ty lygis, kuriame sėkmingai buvo pritaikyti bendrieji optoelektroniniai įtaisai, kartu su dideliu tempiamumu, buvo pasiektas metalinėse Cu nanostruktūrose, sintezuojant ilgus Cu nanosiedelius, naudojant kambario temperatūros pieno rūgšties cheminį apdorojimą ir iš anksto įtempto elastomerinio substrato priėmimas.

Image

a ) Tolygaus CuNW elektrodų, pagamintų ant plokščių ir iš anksto įtemptų PDMS pagrindų, santykinis pasipriešinimo pokytis. ( b ) optiniai vaizdai ir ( c ) FESEM „CuNW“ tinklų vaizdai tempimo metu. d ) „CuNW“ elektrodų, pagamintų ant nenuvalyto ir iš anksto įtempto pagrindo, santykiniai pasipriešinimo pokyčiai, atsižvelgiant į pakartotinius tempimo ciklus.

Visas dydis

Norėdami ištirti CuNW tinklų grįžtamąsias tempimo savybes, mes išbandėme jų veikimą kaip pakartotinių tempimo ciklų funkciją esant 30% tempimo įtempiui (2d pav.). „CuNW“ plėvelėms, pagamintoms iš nevaldomo PDMS pagrindo, atsparumas buvo iš dalies atkurtas, atleidžiant kamieną. Pasipriešinimas pamažu didėjo kartojant tempimo ciklus. Kita vertus, CuNW pasipriešinimas iš anksto įtemptai PDMS nepadaugėjo per 130 ciklų. Kaip demonstruojamo tempiamo įtaiso, naudojančio „CuNW“ elektrodus, demonstravimas, ant ištiesiamos CuNW plėvelės, perneštos į iš anksto įtemptą PDMS su nedideliu kiekiu sidabro pastos ir eutektinio galio-indžio, buvo pritvirtinta šviesos diodų grandinė (3a pav.). Kai „CuNW“ elektrodas buvo ištemptas, šviesos diodas veikė gerai, net esant didesniam nei 100% tempimo įtempiui (3c paveikslas).

Image

a ) LED schemos paruošimo schema. b ) LED grandinės, pritvirtintos prie ištempiamo CuNW / PDMS elektrodo, nuotrauka. c ) LED lemputės nuotrauka ant ištempiamo CuNW elektrodo, didėjant tempimui.

Visas dydis

Toliau mes modifikavome matricos struktūrą, kad dar labiau padidintume laidininkų tempimą. Paprastas matricos morfologijos kitimas suteikė medžiagų savybes, palyginamas su ankstesniais metodais. 30, 31, 32 Jang ir kt. 31 pranešė, kad dvimatės platinos nano-tinklo medžiagos, paruoštos naudojant anodinį aliuminio oksido šabloną, padidina Pt plėvelių ant PDMS substrato tempimą iki bility = 20%. Ge et al. parodė, kad trimatė „AgNW“ pagrindu sukurto dvejetainio tinklo projekto struktūra, kurioje AgNW buvo infiltruoti į kempinę primenantį PDMS skeletą, pasižymi išskirtiniu tempiamumu ( ɛ = 140%). 32 Šie duomenys rodo, kad morfologinė struktūra vaidina svarbų vaidmenį užtikrinant mechaninį tempimą, viršijantį įgimtus mechaninio pailgėjimo apribojimus. Visų pirma konstrukcijos, modifikuotos į trimatę, o ne į dviejų dimensijų geometriją, yra naudingos pritaikant kraštutinius įtempius. Pavyzdžiui, paprastą 2 mm storio PDMS plėvelę galima ištempti tik iki 60% įtempimo 3, tačiau jei PDMS yra suformuota į spiralinę struktūrą, galima gauti išskirtinį tempimą. Sraigtinės struktūros yra daugelyje žmogaus sukurtų objektų, tokių kaip telefono virvės ir spyruoklės, taip pat gamtoje, pavyzdžiui, dezoksiribonukleorūgšties ar vijoklinių augalų. Anksčiau buvo pranešta apie spyruoklinius anglies nanovamzdelių verpalų pavidalo laidus, kurių aukštas tempimas yra iki 285%. 33 Šiame tyrime mes apibūdiname naują, labai tempiamą ir grįžtamąjį, spiralinės struktūros CuNW tinklo laidininką, turintį žymiai patobulintas mechanines ir elektrines savybes.

Spiralinės struktūros PDMS substratas buvo pagamintas naudojant varžtą kaip šabloną. Kaip parodyta 4a paveiksle, varžtas buvo įkištas į šiek tiek didesnio skersmens šiaudelį. PDMS pirmtako skystis buvo įsiskverbęs į tarpą tarp varžto ir šiaudelio. Po kietėjimo buvo gautas spiralės formos PDMS substratas. Tada CuNW tinklas buvo perkeltas į šį pagrindą. Keista, palyginti su CuNW tinklu, perduotu ant plokščio PDMS pagrindo, spiralės formos CuNW laidininko tempimas buvo nepaprastai įtemptas (papildomas S3 pav.). Nors CuNW plėvelių santykinis pasipriešinimo pokytis (R deformacija / R o ) plokštuminėje PDMS padidėjo 30 kartų, esant 100% pailgėjimui, santykinis CuNW plėvelės pasipriešinimo pokytis spiralinės struktūros PDMS buvo tik 3, 9 esant ɛ = 700%, kaip parodyta 4b paveiksle. Įdėklas rodo kitus literatūroje pateiktus labai tempiamų elektrodų rezultatus. Ag nanodalelės ir Ag nanodalelės neseniai buvo pasiūlytos kaip labai laidžios metalo dalys, kurios gali būti panaudotos elastomerinėse matricose. Kai jie derinami su elastomeriniais skeletais, įskaitant kempinę, 32 PDMS, 18 Ecoflex, 17 pluošto, 15 arba į anglies nanovamzdelį įterptą polimerą, 30 jie pasižymėjo puikiu patvarumu 100% kamieno atžvilgiu. Tačiau atsparumas žymiai padidėjo nuo 100 iki 200%. Iki šiol nebuvo pranešta apie atsparumą ir tempimą> 200% kamienų. Tai galima priskirti prie būdingos elastomerinių matricų tempimo ribos ir savo ruožtu jų viduje esančių metalinių sudedamųjų dalių konstrukcinio griūties. Labai stabilus elektrodas, kurio padermė 200%, buvo pasiektas tik su 300% įtemptu elastomeriniu substratu. Šie palyginamieji rezultatai rodo, kad spiralinės elastomero pagrindu pagamintos CuNW plėvelės bus tinkamos medžiagos ypač tempiamiems elektrodams. Šie ištempiami elektrodai paskatins kurti netradicines elektronines sistemas, nors vis dar yra klausimų, susijusių su mastelio mažinimu ir prietaisų integracija praktiniam pritaikymui. Be to, CuNW sąnaudų efektyvumas yra vienas esminių pranašumų, palyginti su įprastiniais, brangiais AgNW. CuNW taip pat suteikia puikias elektrines / morfologines savybes, palyginti su vienmatėmis metalinėmis nanovielėmis. Kaip parodyta 4c paveiksle, spiralinės struktūros CuNW laidininkas parodė stabilų ir grįžtamą tempimą pakartotinių tempimo ciklų metu at = 100%. Kaip vizualiai parodyta 4d paveiksle ir papildomame filme S1, buvo sėkmingai pademonstruotas pakartotinis šviesos srauto diodo grandinės, pritvirtintos ant spiralinės tempiamosios CuNW spyruoklės, veikimas.

Image

a ) Spyruoklinės struktūros CuNW elektrodų gamybos proceso nuotraukos. b ) tempiamų CuNW elektrodų, pagamintų tiek ant plokštumos, tiek apie spiralės formos PDMS pagrindus, santykinis atsparumo pokytis atsižvelgiant į deformaciją. Abu substratai buvo prižiūrimi nevaržomomis sąlygomis, perduodant „CuNW“ tinklo filmus. c ) CuNW elektrodų, pagamintų ant spiralinės struktūros PDMS substrato, santykinis pasipriešinimo pokytis per pakartotinius tempimo ciklus, kai ɛ = 100%. d ) Šviesos diodo šviesos nuotrauka ant spiralinės struktūros CuNW elektrodo (žr. papildomą filmą S1 apie šio laidžiojo spyruoklės veikimą).

Visas dydis

Išvados

Mes pristatėme „CuNW“ kaip ištempiamas, laidžias statybinių blokų medžiagas, kurios gali būti suderinamos su ypač prailginančia, 3 matmenų struktūros PDMS matrica, palengvinančia aukštą 700% tempiamumą, nesumažinant elektros varžos. Aukšto laidumo, pailgos 1 matmens Cu nanovieliai buvo susintetinti naudojant drėgną cheminį procesą, po to atlikus cheminį kambario temperatūros pieno rūgšties apdorojimą, kuris pašalino ir paviršiaus oksidą, ir storą paviršiaus dangtelį. Be pagrindinių iš anksto įtempto elastomerinio substrato poveikio tyrimų, naujai pasiūlytas spiralinis laidininkas turėjo precedento neturintį 700% tempimą, o pasipriešinimo pokytis buvo tik 3, 9, net tada, kai vietoj Ag nanovielių buvo naudojami Cu nanolaidai. Ši metodika galėtų padėti praktiškai pritaikyti įvairius tempiamus įtaisus, suteikdama geresnes elektrines / mechanines savybes ir ekonominį efektyvumą.

Papildoma informacija

„Word“ dokumentai

  1. 1.

    Papildoma informacija

Vaizdo įrašai

  1. 1.

    Papildomas filmas S1

    Papildoma informacija pridedama prie dokumento „NPG Asia Materials“ svetainėje (//www.nature.com/am)