导电银纳米线光敏聚合物复合材料：3D打印可实现更高的功能
时间:2019-12-25 08:54 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 点击:次
| 中国3D打印网12月25日讯，一大群研究人员召集起来，探索有关3D打印中添加剂和材料新组合的更多信息，并在最近出版的《导电银-纳米线光敏聚合物复合材料的功能印刷》中概述了他们的发现。研究人员解释说，聚合物在3D打印中的使用及其存在的固有挑战已经造成了很大的局限性，他们对银-纳米线-聚合物复合材料进行了实验，并指出导电层对于特定的制造需求（例如电子应用）至关重要。然而，复合材料必须具有很强的抗隧穿性（因为电子从一个纳米颗粒转移到另一个纳米颗粒），并且由于团聚和强光子吸收等问题，以前的研究人员一直在努力创建具有合适电导率的材料。对于纳米线，可以采用另一条途径，因为它“绕过了导线方向的隧穿电阻。” 银纳米线（Ag-NW）复合材料提供了要求导电性的“可扩展工艺”，其中包括： 1、电子产品 2、触摸屏 3、集成光伏 4、先进的光电设备 5、生物传感器 样品涂有Ag-NW层，用UV光固化，然后通过多元醇路线合成。结果是纳米线展现出高纵横比-在这种情况下为100-1000。树脂在固化时趋于压缩，在聚合过程中，基体的收缩压在纳米线上。缺乏密度还导致纳米线连接和网络的灵敏度更高。  坚韧的Ag-NW-聚合物复合材料的表征和2D打印。 （a）通过比较三种不同的Ag-NW密度（26 µg / cm2）的Ag-NW网络（黑点）和Ag-NW复合物（红色点）的薄层电阻，聚合物交联对Ag-NW复合物导电性的影响，39 µg / cm2和65 µg / cm2）。在高Ag-NW密度下，可以提高所测薄层电阻的可重复性，但可以减少聚合物涂层对电导率的影响。 （b）通过Ag-NW和Ag-NW复合材料传输可见光到近红外光。实线表示纯聚合物或Ag-NW薄膜，而虚线表示Ag-NW复合材料。对于归一化为裸玻璃基板的600nm至800nm之间的所有复合材料，透射率均大于87％。与裸玻璃载玻片相比，聚合物涂层减少了玻璃界面处的散射和反射，从而提高了透射率。 （c）生产的聚合物样品的示例性层厚度和粗糙度：纯聚合物层，Ag-NW（7μg/ cm 2）复合材料和聚合物-Ag-NW（22μg/ cm 2）-聚合物多层样品。请注意，20-300 µm之间的层厚度代表功能性打印中的典型厚度。厚度与表面粗糙度之比> 1000：1。 （d）空白太阳能电池（单晶60010，Sol-Expert）的照片和光学显微镜图像。用Ulbricht球曝光期间测得的光电流I为650 µA。 （e–g）涂层太阳能电池的照片，光学显微镜图像和测得的光电流（（e）Ag-NWs，（f）聚合物，（g）复合材料）。 在增加纳米线浓度的过程中，降低了透射率，并在相当低的纳米线浓度下优化了电导率，这表明聚合物基质与Ag-NW网络之间存在“微妙的相互作用”。研究人员还发现，值得注意的是，Ag-NW复合材料的表面粗糙度在110-160nm之间，这归因于聚合物的粗糙度。研究人员说：“这些结果表明，复合的Ag-NW聚合物材料可以作为导电和透光电极的竞争材料。”
样本中的二维（2D）GISAXS模式。 （a）Ag-NWs（58 µg / cm2）。 （b）涂有紫外线固化聚合物层的Ag-NWs（7µg / cm2）。 （c）裸露的紫外线固化聚合物。强度刻度栏显示在右侧。从（a，b）可以看出，从五角形形态的各个方面出发，从样本水平开始的清晰的票价为36°±2°（用红线表示）。 （d）模拟Ag-NWs的关键散射特征。 （e）硅衬底上的Ag-NW的SEM图像（Ag-NW密度约为120 µg / cm2）。 （f）多面Ag-NW的草图（改编自44,45）。 （g）水平切割强度（I（qy，qz1 = 0.63nm-1）），（h）I（qy，qz2 = 0.78nm-1），（i）I（qy，qz3 = 0.96nm-1） ）。相应地，将所有切口均归一化为I（0，qz1,2,3）处的强度。颜色代码对应于（a–c）。
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