基于金属原位体积加成原理构筑柔性导电金属图案

【作者】 朱晓群；

【机构】 北京化工大学材料科学与工程学院；

【摘要】 柔性电子具有质轻、独特的柔性和延展性等在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛的应用前景,如印刷电子标签,薄膜太阳能电池板,柔性电子显示器等。与传统的电子线路技术一样,制造工艺也是柔性电子技术发展的主要驱动力和瓶颈问题之一。在本研究中,我们采用增材法制备柔性导电线路,结合光致金属图案化,提出了基于金属原位体积加成原理,实现由金属粒子组成的金属图案的导电性能。具体原理是:在含有光引发剂和铜粒子的溶液中,通过区域光照使引发剂局部分解产生自由基,自由基将金属铜离子还原为金属铜并形成金属铜图案,由于这种图案是由铜粒子沉积而成,粒子间不连续而无法导电;在此基础上,我们提出原位体积加成的方法将不连续的铜粒子图案原位转化成连续的导电金属图案,其原理是利用低价大原子尺寸的金属还原高价小原子尺寸的金属离子,金属置换还原反应过程可以自主实现金属间的熔合,利用这一简单的金属置换反应使得金属体积原位增长并熔合而非常有效地填补了粒子间的空隙,最终得到高导电性能的金属图案。基于金属原位体积加成原理,进一步发展了磁场图案化制备柔性导电金属图案,为高效稳定制备柔性导电金属图案提供了全新的思路。更多还原