通过氧化物引入液体金属在水凝上直接写墨水

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电子工程 电子工程
• 表面化学 表面化学

背景情况:

• 基于水凝的柔性电子对于电子皮肤和可穿戴传感器等应用至关重要.
• 一个关键的挑战是与水凝和电极之间的机械模量相匹配,需要高度灵活的电极材料.
• 基于的液体金属 (GaLMs) 具有高导电性和伸展性,但在水凝表面的粘合性和聚合性较差.

研究的目的:

• 开发一种稳定可靠的方法,用于在水凝基板上对基液体金属进行图案设计.
• 增强GaLMs和水凝之间的接口特性,以提高可打印性和粘附性.
• 为了证明这种方法在制造功能性灵活电子设备中的应用.

主要方法:

• 在烯胺 (AAm) 水凝基板上直接用高氧化EGaIn (hoEGaIn) 的墨水写作 (DIW).
• 通过增加EGaIn的氧化物含量来调节界面,以提高可打印性.
• 描述界面特性,包括表面张力,粘合力和接触角度.

主要成果:

• 与标准EGaIn相比,hoEGaIn的表面张力下降了28.5%,粘合力增加了24.4%.
• 优化的接口特性导致了AAm水凝上改善的湿透性和DIW稳定性.
• 达到65微米的最小线宽,导电率高达2.22 × 10⁶ S·m^{-1 .}
• 成功制造了一种悬臂束应变传感器,具有快速响应,恢复和出色的稳定性.

结论:

• hoEGaIn的直接墨水写作提供了一个可行的方法,用于在水凝上设计GaLMs.
• hoEGaIn的增强界面特性克服了之前在水凝上GaLM图案的限制.
• 这种技术有可能制造先进的灵活电子和传感器.