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化学工程师为柔性电子产品开发了一种新的导电涂层

2021-08-03 19:50:31来源:

图。MXENE多层的结构和形态学特性。(a)PDAC / MXENE LBL组装过程的示意图。(b)浸没器的图像(b)浸没器的多层涂层的喷雾组装在玻璃上不同数量的层对。(d)多层涂层的横截面SEM图像。(e)玻璃上MXENE多层的紫外线可见(UV-VIS)光谱。(f)770nm处的吸光度值与数量的层对。 A.U.,任意单位。(g)玻璃上多层的生长概况。(h)根均线(rms)粗糙度与层数的数量。,科学推进2018年3月9日:卷。 4,不。 3,eaaq0118; DOI:10.1126 / sciadv.aq0118

德克萨斯州A&M大学工程学院的一支研究人员开发了一种机械稳健的导电涂层,可以在重型拉伸和弯曲下保持性能。

可伸缩,可弯曲和可折叠的电子设备对于开发新兴技术,如适应性显示器,人造皮肤和生物识别和可穿戴设备的开发至关重要。这呈现了平衡电子性能和机械灵活性的独特挑战。难度在于找到一种能够承受各种变形的材料,例如拉伸,弯曲和扭曲,同时保持导电性。增加挑战是需要将这种电导率设计成各种不同的表面,例如布,纤维,玻璃或塑料。

来自Artie McFerrin化学工程系和材料科学和工程系的合作团队,威廉·卢特议员博士和威廉和伦·鲁茨·罗特·彼得·佩德·福尔德奖学金,通过开发新的表面解决了这个问题-Agnostic可伸缩,可弯曲和可折叠的导电涂层,为各种柔性电子产品开门。

选择二维金属碳化物(MXENES)作为研究的主要重点,因为之前的研究表明它们具有金属状电导率。以前对MXENE的研究主要集中在纸张形式的材料上。尽管这些薄片具有所需的电导率,但它们不可拉伸,并且它们尚未显示它们的整合到不同的表面中。

图2Surface-acnostic导电涂层。(a)各种基板上的40层对涂层的数字图像(载玻片上的涂层涂层,PDMS,PET和Kirigami PET:分别为7,7,4和4千欧,分别为每平方)。(b)裸尼龙纤维和20层对涂覆的尼龙纤维的数字图像和SEM图像。(c)在尼龙纤维上展示导电涂层的图像(r = 26.5megohm)。(d)胶片多层在玻璃上的薄层电阻。(e)具有电池,发光二极管(LED)和MXENE多层(LBL膜)的电路的示意图。数字图像在弯曲和折叠下展示宠物的导电涂层.Hyosung An等,科学推进2018年3月9日:卷。 4,不。 3,eaaq0118; DOI:10.1126 / sciadv.aq0118

Texas A&M研究团队而不是使用MXENE纸,而是通过使用称为逐层(LBL)组件(参见图1-A)的水性组装方法的带负电荷的M烷片和带正电荷的聚电解质的带负电荷的M烷片和带正电荷的聚电解质的蒙香涂层(参见图1-A),而不是使用MXENE涂层。 。该过程的结果深入了解最新的科学进步,证明了可以在保持高水平的电导率的同时经历大规模机械变形的MXENE多层涂层(参见视频)。该团队还成功地将MXENE多层涂层沉积在柔性聚合物板上,可伸缩的硅氧烷,尼龙纤维,玻璃和硅。

出版物:HyoSung An等人,“表面不可抗拒和可弯曲的导电MXENE多层,”科学推进2018年3月9日:卷。 4,不。 3,eaaq0118; DOI:10.1126 / sciadv.aq0118