基于碳纳米管柔性导体、电路与传感器的 substrate 通用直写打印
应用物理
2021-05-25 v1 材料科学
摘要
印刷电子依赖于导电液态墨水的沉积，通常沉积在聚合物或纸基材上。在电子墨水中可用的导电填料中，碳纳米管(CNTs)具有高导电性、低密度、低温可加工性和本征机械柔性。然而，印刷 CNT 结构的电导率一直受限于 CNT 质量和浓度，以及需要非导电改性剂以使墨水稳定且可挤出。本研究介绍了一种无聚合物、可印刷的水性 CNT 墨水，并给出了印刷分辨率、墨水流变学和墨水-基材相互作用之间的关系。基于 Wenzel 润湿构建了预测不透水基材上印刷特征尺寸的模型。印刷线条电导率高达 10,000 S/m。这些线条具有柔性，在 1,000 次弯曲循环后直流电阻变化 < 5%，且在弯曲半径小至 1 mm 时直流电阻变化 <3%。演示集中于(i)共形性，通过将 CNT 印刷到可贴附于曲面的贴纸上；(ii)交互性，使用印刷在折叠纸结构上的基于 CNT 的按钮；以及(iii)对液体芯吸进入基材本身的电容式传感。湿墨水的本征粘附性实现了表面贴装元件在印刷电路上的简便集成。
引用
@article{arxiv.2105.10942,
title = {Substrate-Versatile Direct-Write Printing of Carbon Nanotube-Based Flexible Conductors, Circuits, and Sensors},
author = {Crystal E. Owens and Robert J. Headrick and Steven M. Williams and Amanda J. Fike and Matteo Pasquali and Gareth H. McKinley and A. John Hart},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.10942},
year = {2021}
}
备注
Published in Advanced Functional Materials