将液态金属液滴雾化喷涂至目标基底表面作为普适印刷电子的通用方法
材料科学
2015-06-17 v1 介观与纳米尺度物理
其他凝聚态物理
流体动力学
仪器与探测器
摘要
本文首次提出并实验演示了一种通过雾化喷涂在目标基底表面图案化室温液态金属液滴的直接电子印刷技术。该方法具有通用目的且高度灵活，能够在由不同材料制成、具有平坦或粗糙表面、或具有从一维到三维几何构型不同取向的任何目标物体上制造电子元件。利用预先设计的掩模，液态金属墨水可直接沉积在基底上形成各种特定图案，从而实现电子器件的快速原型制作。此外，还提出了扩展的印刷策略以说明该方法的适应性，例如可采用天然多孔结构提供一种制备透明导电薄膜的替代方案，其光学透过率为 47%，方阻为 5.167{\Omega}/O。不同于以往因液态金属与基底间表面张力大、附着力差而阻碍灵活印刷的直接写入技术，此处的液态金属无需预氧化即可保证其在目标基底上的适用性。研究发现一个关键机制：雾化的液态金属微滴由于其巨大的比表面积可在空气中迅速氧化，导致粘附能力显著增加，从而使墨水牢固地沉积在基底上。本研究建立了一种在各种基底上普遍且直接印刷电子器件的通用方法，预计将在广泛的电气工程领域具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1311.2158,
title = {Atomized Spraying of Liquid Metal Droplets on Desired Substrate Surfaces as a Generalized Way for Ubiquitous Printed Electronics},
author = {Qin Zhang and Yunxia Gao and Jing Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.2158},
year = {2015}
}