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寧波材料所基于納米銀體系的印刷電子材料研究獲進展

2015-04-13 10:32 來源：中國科學院責編：江佳

摘要：: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所宋偉杰團隊以銀納米材料作為研究對象，可控制備出銀納米顆粒和銀納米線類印刷墨水，進一步采用印刷電子、共混旋涂等成膜技術制備出基于各類基底的導電薄膜。

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從環境友好、無色透明和物性穩定的無顆粒型有機銀前驅墨水制備入手，采用噴墨打印技術制備了電阻率為3.1 μΩ cm的電子線路，進一步采用噴墨打印制備了太陽能電池銀柵線。該方法實現了銀電子線路在圖形及寬度厚度方面的可控制備，能大大提高生產效率，降低銀的使用，減少器件成本。相關工作發表論文和專利：Applied Surface Science, 2012, 258(19), 7384和 102286226A（已授權）。

采用簡便的方法快速、大量制備銀納米顆粒，銀顆粒以固態存放，不變質；采用綠色環保的水溶液進行分散得到性能穩定的銀顆粒墨水，研究了墨水中銀顆粒的穩定機制；并采用噴墨打印機在塑料、紙張等柔性基底制備粘附力強、電導率高的LED電路、RFID標簽、電磁屏蔽材料等，并討論了室溫化學燒結銀顆粒的可行性。相關工作發表論文：Nanoscale, 2014, 6(3), 1622，Materials Chemistry and Physics, 2014,147(3), 550，Materials Letters, 2014, 123, 124；專利：102827509A（已授權)，102816462A(已授權)。

使用溫和、環境友好的合成方法，成功制備了不同長徑比、分布均勻性好的銀納米線，并且可以固態形態放置，需要使用的時候，進行分散。進一步，以PET、PI和纖維素等高分子為基底，制備了高透過率、低電阻的二維及三維透明導電薄膜，展示出很好的抗彎曲性能。同時，該類薄膜可用于高性能的電加熱領域，實現良好的除霧升溫功能。而對于以纖維素為基底的薄膜，更具有環境友好和可降解的特點，可能是未來直接接觸皮膚類可穿戴設備的選擇。相關工作論文將發表在Materials letters等期刊上。

銀納米線薄膜具有優良的光電特性和柔韌性，但單純的銀納米線薄膜的表面粗糙度較大及與基底的附著力差。該課題組采用磁控濺射和旋涂法、滾涂法相結合，在PET、PI的柔性基底上制備了金屬氧化物/銀納米線/金屬氧化物三明治結構復合薄膜，進一步增加了薄膜的抗彎曲性能和耐候性，該復合薄膜有望應用于柔性電子器件、能源存儲和光伏器件等領域。相關工作發表論文：Journal of Materials Chemistry C, 2014, 2(19), 3750，ACS applied materials & interfaces, 2015, 7(7): 4299；專利：103730195A，103730194A。

上述工作得到了國家自然科學基金、浙江省自然科學基金和寧波市自然科學基金的項目支持。