研究人员利用银纳米线创造了高导电和弹性导体

北卡罗莱纳州立大学的研究人员已经开发出由银纳米线(纳米线)制成的高导电和弹性导体。这些弹性导体可用于开发可拉伸的电子设备。

可拉伸电路能够做到其刚性对应的许多东西。例如，电子“皮肤”可以帮助机器人拾取微妙的物体而不破坏它们，可伸展的显示器和天线可以使手机和其他电子设备伸展并压缩而不会影响其性能。然而，使得这种应用成为可能的第一步是产生具有弹性并且能够有效地和可靠地传输电信号的导体，而无论它们是变形。

北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程助理教授朱勇(Yong Zhu)博士和朱勇实验室的博士生徐峰(Feng Xu)利用银纳米线开发出了这种弹性导体。

银具有很高的导电性，这意味着它可以有效地转移电。北卡罗来纳州开发的新技术将高导电性银纳米线嵌入到聚合物中，该聚合物可以承受显著的拉伸，而不会对材料的导电性产生不利影响。这使得它成为用于可伸缩电子设备的诱人组件。

“这一发展是非常令人兴奋的，因为它可以立即应用于广泛的应用，”朱说。“此外，我们的工作重点是在很大程度的变形下高而稳定的电导率，与大多数其他使用银纳米线的工作相补充，后者更关注灵活性和透明度。”

“制造方法非常简单，”徐说。银纳米线放在硅板上。将液体聚合物倒在硅衬底上。然后将聚合物暴露于高热量，这将聚合物从液体转变为弹性固体。因为当其液体形式时，聚合物在银纳米线周围流动，所以纳米线在变得固体时被捕获在聚合物中。然后可以将聚合物从硅板上剥离。

“此外，银纳米线还可以被打印出来，用来制造有图案的可伸缩导体，”徐说。使用银纳米线导体很容易制作图案，这一事实应该有助于该技术在电子制造业中的应用。

当纳米线嵌入的聚合物被拉伸和松弛时，含有纳米线的聚合物表面发生扣环。最终的结果是，复合材料在不含纳米线的那一边是平的，而在含有银纳米线的那一边是波浪状的。

当纳米线嵌入的表面弯曲后，材料可以拉伸到其伸长率或拉伸应变的50%，而不影响银纳米线的导电性。这是因为这种材料的弯曲形状允许纳米线相对于彼此保持在一个固定的位置，即使聚合物被拉伸。

“除了具有高导电性和大的稳定应变范围，新型可拉伸导体在重复机械加载下表现出出色的鲁棒性，”Zhu说。其他报道的可拉伸导电材料通常沉积在基片的顶部，在重复的机械拉伸或表面摩擦下可能分层。

纸”,高导电和可伸缩的银纳米线导体，于7月12日在网上发表先进材料．这项研究得到了美国国家科学基金会的支持。

希普曼-