干燥坐滴中的自组装纤维层：从形貌到电导率

控制纳米线与纳米管等纤维从蒸发液滴中的沉积，对于柔性传感器与印刷电子等新兴技术的性能至关重要。最终沉积形貌强烈决定了电导率等功能特性，然而其控制仍具挑战性。在本工作中，我们数值研究了纤维长度、刚度与浓度如何影响干燥过程中的沉积图案。我们比较了反应限制与扩散限制蒸发机制，证明了它们截然不同的速度场与流动量级从根本上改变了纤维排列。扩散限制蒸发驱动“咖啡环效应”，损害网络均匀性；而反应限制蒸发抑制了边缘积累，促进了居中的导电沉积。我们绘制了纤维排列的空间变化——在接触线处为切向，在中间区域为径向，在中心附近为随机。较长的纤维总体上倾向于更切向的排列并抑制边缘积累。我们发现，通过调节蒸发机制，纤维沉积可以导致显著更低的渗流阈值与显著更高的电导率指数。这些结果量化了蒸发动力学与微观结构之间的联系，为优化印刷电子中的导电网络形成提供了指导。