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NC、AFM等期刊報(bào)道銀納米線最新研究進(jìn)展！

先豐納米 2025-07-08 | 閱讀：54

銀納米線（Silver Nanowires，AgNW），是一種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和優(yōu)異性能的金屬納米材料。其直徑處于納米級(jí)，長(zhǎng)度卻達(dá)微米級(jí)，擁有較大的長(zhǎng)徑比，因其具備高導(dǎo)電性和良好的機(jī)械柔韌性，在柔性電子領(lǐng)域備受關(guān)注，常被用于組裝柔性電子設(shè)備的柔性電極，如制作透明電極、柔性導(dǎo)電圖案、可伸縮導(dǎo)線等。

本期整理了3篇銀納米線的最新研究進(jìn)展，一起看下吧~

Nature Communications

超支化穩(wěn)定劑賦能銀納米線墨水助力柔電多用途打印

柔性、可穿戴電子設(shè)備通常需要高性能的電極材料，以適應(yīng)各種復(fù)雜的形狀和運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保持良好的電學(xué)性能。盡管金屬納米線（如銀納米線）因其高電導(dǎo)率和機(jī)械柔性而具有吸引力，但它們?cè)谌芤褐腥菀拙奂?，難以制備出適合印刷的穩(wěn)定懸浮液。此外，傳統(tǒng)的聚合物分散劑會(huì)阻礙納米線之間的連接，降低電導(dǎo)率，且需要復(fù)雜的后處理步驟來去除這些添加劑。

2025年3月16日，期刊Nature Communications報(bào)道研究人員采用低含量的超支化分子(HPMs) 作為分散劑和穩(wěn)定劑(AgNW和HPMS的重量比=1：0.001)，配制了穩(wěn)定的水相和有機(jī)相AgNW油墨，能夠通過簡(jiǎn)單的打印技術(shù)制造出高性能的電子設(shè)備。

研究人員采用棒材涂布、絲網(wǎng)印刷、開槽模涂覆、擠出3D印刷等方法，將稀薄或凝膠狀的AgNW油墨印刷到柔性基材上，包括紙張、塑料、織物和彈性體，以構(gòu)造具有良好分辨率和均勻性的柔性甚至可伸展的圖案。

研究結(jié)果表明，印刷的AgNW圖案顯示出高的導(dǎo)電性，不需要苛刻的后處理過程，如溶劑清洗或高溫?zé)崽幚韥砣コ龤埩舻姆稚?。此外，條涂AgNW透明電極的透過率為94.7%，方阻為17.1SqΩ?1，槽式模涂AgNW電極經(jīng)受了10,000次以上的彎曲循環(huán)，絲網(wǎng)印刷AgNW導(dǎo)體的高電導(dǎo)率為6.2×10-4Scm?1，印刷分辨率為20μm，3D印刷的AgNW圖形可拉伸至60%應(yīng)變。

與傳統(tǒng)大量使用的有機(jī)聚合物分散劑（如PVP）不同，HPMs憑借其獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)，僅需少量即可發(fā)揮高效穩(wěn)定作用。其末端基團(tuán)能與AgNWs形成強(qiáng)配位鍵(N-Ag或S-Ag) ,剩余末端基團(tuán)與溶劑相互作用，提供空間位阻，抑制AgNW聚集，實(shí)現(xiàn)了在多種溶劑中對(duì)AgNWs的穩(wěn)定分散，制備出固含量高達(dá)20wt.%的穩(wěn)定墨水，極大地拓展了墨水的適用范圍。

重要的是，這種HPMS配方策略普遍適用于各種功能納米線懸浮液。這些多功能導(dǎo)電和半導(dǎo)體納米線油墨能夠高效地制造用于能量采集、無線通信、傳感和光檢測(cè)的印刷可穿戴集成系統(tǒng)。

文獻(xiàn)名稱：Ink formulation of functional nanowires with hyperbranched stabilizers for versatile printing of flexible electronics

Advanced Functional Materials

激光誘導(dǎo)石墨烯輔助銀納米線轉(zhuǎn)印和圖案化，制備超保形透氣表皮電極

表皮電子器件作為一種新型的可穿戴設(shè)備，憑借其類皮膚的力學(xué)特性（低模量、高柔韌性）和優(yōu)異的保形接觸能力，在健康監(jiān)測(cè)、疾病診斷及人機(jī)交互領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。

2025年3月10日，期刊Advanced Functional Materials報(bào)道研究人員提出了一種激光誘導(dǎo)石墨烯輔助銀納米線轉(zhuǎn)印和圖案化方法，該方法極大地提高了使用低模量基底轉(zhuǎn)印銀納米線的轉(zhuǎn)印率。

在該項(xiàng)工作中，研究人員將圖案化的銀納米線集成到極低模量的硅膠粘合劑中制備超保形表皮電極。通過90°剝離力、應(yīng)力應(yīng)變曲線測(cè)試等綜合評(píng)估了超?。?0μm）表皮電極的保形性，以及測(cè)試了透光度和透氣性。

結(jié)果表明，表皮電極具有良好的粘附性（70N/m，25%圖案覆蓋率）、拉伸性能（405%）、低楊氏模量（0.53MPa）和高透氣性（8.84mg/cm2h）。表皮電極可以與皮膚動(dòng)態(tài)貼合，且具有較低的皮膚接觸阻抗，可在復(fù)雜環(huán)境中（例如運(yùn)動(dòng)和大量出汗時(shí)）長(zhǎng)期、高保真地監(jiān)測(cè)電生理信號(hào)。

皮膚接觸阻抗測(cè)試表明，P-SSA電極皮膚接觸阻抗較商用Ag/AgCl電極更低，并且動(dòng)態(tài)形變下信號(hào)波動(dòng)更小，在連續(xù)7天的心電監(jiān)測(cè)中信噪比（SNR）僅從18.38降至17.43。

此外，LIG輔助轉(zhuǎn)印可以制備堅(jiān)固的接口，以在柔性電極和剛性硬件之間建立穩(wěn)定的連接。另外，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一個(gè)八通道肌電采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合了深度學(xué)習(xí)算法，用于手勢(shì)分類和識(shí)別，準(zhǔn)確率高達(dá)95.4%。

這項(xiàng)研究的結(jié)果還為長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)健康監(jiān)測(cè)、假肢控制和人機(jī)交互提供了下一代表皮電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)指南和制造方法。

文獻(xiàn)名稱：Laser‐Induced Graphene‐Assisted Patterning and Transfer of Silver Nanowires for Ultra‐Conformal Breathable Epidermal Electrodes in Long‐Term Electrophysiological Monitoring

Chemical Engineering Journal

表面能量導(dǎo)向組裝工藝制備柔性、透明且導(dǎo)電的銀線電極

柔性透明導(dǎo)電電極（FTCE）是新興光電子技術(shù)的重要組成部分，包括柔性顯示器、智能眼鏡/窗戶、有機(jī)太陽能電池和電子皮膚。表面能量導(dǎo)向組裝（SEDA）工藝以其創(chuàng)建高分辨率和高保真圖案而著稱，已被用于在剛性玻璃基板上制造TCE。然而，在柔性基底上制造FTCEs的研究相對(duì)來說還不夠深入。

2025年3月2日，期刊Chemical Engineering Journal報(bào)道研究人員使用SEDA工藝在柔性聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）基底上制作出銀圖案。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種表面處理工藝，通過在基底上涂覆含氟薄膜，使PEN基底疏水。

與硅烷自組裝涂層基底相比，這種方法大大降低了表面粗糙度，具有顯著的改進(jìn)效果，因此，基底表面的接觸角滯后最小，從而使納米顆粒懸浮液能夠有效脫水。此外，納米顆粒懸浮液可以被選擇性地夾在圖案化的親水區(qū)域上，并從非圖案的疏水區(qū)域排斥。

利用這種方法，研究人員成功地在PEN基底上組裝了由銀納米粒子、量子點(diǎn)、碳納米管、銀納米線和鎵銦共晶組成的各種幾何形狀和尺寸的功能圖案，分辨率高達(dá)500nm。組裝后的銀線電極具有優(yōu)異的透光率（～88%）、低薄片電阻（7.12Ω/□）和高機(jī)械穩(wěn)定性，并展示了它們?cè)陔娭掳l(fā)光器件中的應(yīng)用。

該項(xiàng)工作證明了使用SEDA工藝在柔性PEN基板上制造微/納米級(jí)圖案的可能性。

文獻(xiàn)名稱：Flexible, transparent and conductive silver line electrodes fabricated using surface energy-directed assembly process on polyethylene naphthalate substrates

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