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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

離子導體具有靈活性、透明度、生物相容性和抗磁干擾等優勢,是智能醫療、體育和家居等特定人機交互(HCI)應用中的重要材料。HCI對各種功能集成的需求越來越大,其中精確的圖案技術是功能集成中的重點,它能夠控制電路結構和布局,促進各模塊的功能協作和復雜應用程序的開發。圖案化在小型器件中也至關重要,能在降低電路間干擾和損耗的同時提高器件性能。


與傳統集成電路的制造相比,離子導體圖案化技術更加關注耐磨性。HCI過程通常涉及與物品的頻繁接觸,產生的摩擦可能會改變離子電路的特性甚至導致電路斷裂。因此,開發一種耐磨圖案化方法對推進離子電路領域的發展至關重要。目前,圖案化離子導體技術包括模板法、3D打印和電化學方法。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、導電聚合物等導電油墨結合有助于設計出更好的柔性電路,但這種圖案化電路容易受到磨損。因此,穩定的離子電路迫切需要一種簡單、耐用、耐磨的圖案化方法。

基于此,來自中國人民大學賀泳霖團隊使用疏水性離子液體(ILs)和聚氨酯為離子電路圖案化開發了一種簡單的技術,即直接離子墨水書寫(DIIW)。聚氨酯作為基底材料,具有堅固的機械性能,能有效保護離子液體電路,而且疏水性離子液體不易受環境濕度的影響,確保了電信號的穩定性。

首先,研究者制備了聚氨酯(PU)和聚離子液體(PILs)互穿網絡,測試了具有不同官能度(f) PU的拉伸曲線,還對其斷裂伸長率和楊氏模量進行了研究。測試結果表明,斷裂伸長率隨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率,研究者最終選擇f值為2.18PU進行后續實驗。

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