基于MXene油墨的柔性無(wú)線電子產(chǎn)品室溫高精度印刷

來(lái)源：上海眾瀕科技有限公司 2023年02月22日 09:07

研究背景

柔性電子印刷技術(shù)在不斷進(jìn)步，但對(duì)于柔性電子產(chǎn)品的室溫制造，現(xiàn)有印刷方法還有諸多問(wèn)題。油墨配置過(guò)于復(fù)雜，物理性能不夠理想，長(zhǎng)時(shí)間后處理，使器件制作過(guò)程過(guò)于復(fù)雜。浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)信息智能實(shí)驗(yàn)室平建峰團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種基于MXene水性墨汁的室溫直接打印技術(shù)，可在多種柔性基底上實(shí)現(xiàn)無(wú)線可穿戴電子器件的直接適形打印，且無(wú)需印后退火等繁瑣處理工序。

研究成果

過(guò)渡金屬碳氮化物納米片（MXene）作為一個(gè)新興的二維材料家族受到了越來(lái)越多的關(guān)注。具有高電導(dǎo)率的特點(diǎn)，又具備組分靈活可調(diào)，最小納米層厚可控等優(yōu)勢(shì)，已在儲(chǔ)能、吸附、傳感器、導(dǎo)電填充劑等領(lǐng)域有諸多應(yīng)用。

論文作者制備了一種具有高單層比（>90%）和窄片徑分布特點(diǎn)的無(wú)添加MXene水性高濃度油墨，在室溫打印后保持形狀和快速干燥，打印的功能電路無(wú)需高溫退火等后處理工序。在室溫使用點(diǎn)膠技術(shù)在改性基底上實(shí)現(xiàn)了線間距為3μm，線寬為120μm的打印，制備的功能器件，具有高導(dǎo)電性和空間均勻性（導(dǎo)電率波動(dòng)不超過(guò)0.43%）、高機(jī)械柔韌性。室溫直接打印可使得打印基體具有更廣范圍的可選擇性，為實(shí)現(xiàn)在不規(guī)則形狀的植物葉片上的打印提供了可能性。

論文作者使用MXene水性油墨制備了近場(chǎng)通訊天線，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線信息識(shí)別和能量傳遞功能。打印的具有溫度測(cè)量功能的射頻識(shí)別標(biāo)簽，可以遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)葉溫和人體表面溫度。

圖文展示

圖1：可印刷的無(wú)添加劑MXene水性油墨的特征

圖2：粘性MXene水性油墨的直接印刷

圖3：MXene NFC設(shè)備的演示

圖4：MXene RFID溫度傳感系統(tǒng)的演示

總結(jié)與展望

MXene水性油墨室溫直接打印可使各種功能模塊能被快速地制造并集成，在物聯(lián)網(wǎng)、智能標(biāo)簽、環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)傳感、健康監(jiān)測(cè)、5G等多個(gè)柔性電子制造領(lǐng)域?qū)⒕哂芯薮髴?yīng)用潛力。

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