可伸缩电极正广泛应用于下一代可穿戴电子产品中。最近的研究结合了刚性电极实现可伸展的设计。然而,由于这些结构的面填充因子较低,其电荷/信号提取效率并不令人满意。此外,由于附着力较低,无法在聚合物基板上进行光刻图案化,因此需要额外的复杂制造步骤。
基于此,高丽大学Soong Ju Oh,Jong-Il Choi,普渡大学Chi Hwan Lee提出了一种在聚二甲硅氧烷(PDMS)基板上开发的可拉伸电极层间粘附结构完整性的策略。
文章要点
1)电极由双层聚乙烯吡咯烷酮(PVP)处理的银(Ag)纳米线(NW)网和金薄膜组成。这种结构在化学上增强了基底和电极之间的粘附性,通过引入PVP,一种化学连接剂,允许在没有分层的情况下发生直接光刻图案。此外,通过设计钢筋混凝土结构的Ag NW+Au薄膜杂化层,显示了在层内的机械附着力的改善,这导致高拉伸能力,低规范因子,和高区域填充因子。
2)得益于这些化学和机械增强的可拉伸电极,电极表现出完整的区域填充因子(100%),电荷提取效率(~ 100%),可拉伸性(>100%,低规范因子< 10),光刻可图版性,最小特征尺寸为5 μm。
多功能电极已生物应用在传感器、天线、压力、应变和温度测量仪中。因此,这种可伸缩电极将有利于诸多可伸缩电子产品。
参考文献
Junsung Bang, et al, Stretchable and Directly Patternable Double-Layer Structure Electrodes with Complete Coverage, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c02664
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c02664