近日，微电子学院钱凯教授团队在高性能柔性透明银纳米线导电薄膜研究中取得新进展，相关成果以“Universal assembly of ordered Ag nanowire micromesh conductors on arbitrary substrates by manipulating the contact angle”为题，发表在Journal of Materials Chemistry A(IF:14.511)期刊。钱凯教授为论文通讯作者，微电子学院博士研究生孙博文为论文第一作者，山东大学为该论文第一完成单位。
柔性透明电子技术能够突破经典硅基光电子学的本征局限，为后摩尔时代的器件设计集成提供创新引领，是我国自主创新引领未来产业发展的重要战略机遇，也是多学科高度交叉融合基础上形成的颠覆性科学技术。作为最具应用前景及商用氧化铟锡(ITO)候选之一的柔性透明导电材料，银纳米线(Ag NWs)电极进一步产业化面临两个主要瓶颈：(1)AgNWs随机分布致使电极方阻均一性差而造成器件性能波动；(2)无序交叉堆叠纳米线产生了大量的高接触电阻结点，由此形成的局域化“热点”在焦耳热作用下致使Ag NWs球化及断裂，使得电极电学和热学稳定性较差。尤其是以上现象随着电极尺寸增加愈发严重，极大阻碍了大尺寸Ag NWs电极及器件的发展应用，如触控屏、热致变色显示屏、电加热器、神经形态忆阻器、太阳能电池、有机发光二极管、电磁屏蔽等可穿戴光电器件。如何通过简单、高效、低成本的方式实现Ag NWs在任意目标基底上均匀有序图案化排列，以期提升其电阻均一性并减少“热点”，从而实现Ag NWs电极热学和电学性能的极大提升是目前亟需解决的问题。
研究团队利用而非抑制“咖啡环”效应，通过低成本、高效的无模板喷涂辅助自组装策略，综合调控AgNWs导电油墨、目标基底及喷涂参数，揭示了表面张力、毛细流动、马拉哥尼回流、喷涂气流驱动力等与Ag NWs自组装行为的内在联系，建立了Ag NWs均匀有序网格结构在任意衬底上构筑的普适性体系与通用路径。该工作验证和实现了在任意目标基底上的Ag NWs均匀有序图案化排列普适性策略，一方面调控导电油墨在目标基底上的接触角，在任意基底表面形成有序Ag NWs“咖啡环”结构，另一方面优化调控喷涂工艺，实现水系和醇系Ag NWs导电油墨在任意基底表面均匀有序网格结构的制备。
高性能柔性透明AgNWs彩色智能变色屏
基于所制备的高性能柔性透明Ag NWs电极，结合热致变色油墨及仿生结构，研究团队利用3D打印构筑了彩色变色龙显示屏，根据电压/温度调控图案变色效果，可应用于军事、智能建筑、艺术展览等领域。此外打印了“山东大学”二维码，利用不同温度变色效果，当在特定温度范围内，可安全访问对应网址，反之则无法正确访问，由此展示了在信息安全、信息加密、防伪标签等领域的应用。以上工作有望进一步推动Ag NWs电极产业化并拓展其应用领域，同时也为其它一维金属纳米线组装提供了参考借鉴。
钱凯教授团队(https://faculty.sdu.edu.cn/qiankai/zh_CN/index.htm)长期聚焦于柔性“感存算一体化”忆阻器类脑神经芯片，主要包括忆阻器类脑芯片、医疗健康监测智能传感器及柔性电极，并在该领域并取得了一系列研究进展。
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