离子液体与墨水?用于电路弹性体上书写和渗透的离子墨水

2024-11-22 12:45:20 sh默尼 1

离子导体具有灵活性、透明度、生物相容性和抗磁干扰等优势,是智能医疗、体育和家居等特定人机交互(HCI)应用中的重要材料。HCI对各种功能集成的需求越来越大,其中精确的图案技术是功能集成中的重点,它能够控制电路结构和布局,促进各模块的功能协作和复杂应用程序的开发。图案化在小型器件中也至关重要,能在降低电路间干扰和损耗的同时提高器件性能。


与传统集成电路的制造相比,离子导体图案化技术更加关注耐磨性。HCI过程通常涉及与物品的频繁接触,产生的摩擦可能会改变离子电路的特性甚至导致电路断裂。因此,开发一种耐磨图案化方法对推进离子电路领域的发展至关重要。目前,图案化离子导体技术包括模板法、3D打印和电化学方法。研究表明,纸张、织物和天然多孔材料等基底材料与金属纳米离子、导电聚合物等导电油墨结合有助于设计出更好的柔性电路,但这种图案化电路容易受到磨损。因此,稳定的离子电路迫切需要一种简单、耐用、耐磨的图案化方法。

基于此,来自中国人民大学贺泳霖团队使用疏水性离子液体(ILs)和聚氨酯为离子电路图案化开发了一种简单的技术,即直接离子墨水书写(DIIW)。聚氨酯作为基底材料,具有坚固的机械性能,能有效保护离子液体电路,而且疏水性离子液体不易受环境湿度的影响,确保了电信号的稳定性。

首先,研究者制备了聚氨酯(PU)和聚离子液体(PILs)互穿网络,测试了具有不同官能度(f) PU的拉伸曲线,还对其断裂伸长率和杨氏模量进行了研究。测试结果表明,断裂伸长率随f的增加而逐渐降低,杨氏模量则与此相反。综合考虑杨氏模量和断裂伸长率,研究者最终选择f值为2.18PU进行后续实验。

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