柔性电子器件

随着技术的不断进步,柔性电子领域也在持续发展。新材料开始用于制造柔性电子应用的电极。 

沉积导电纳米材料可以增强柔性材料的电气和结构特性。柔性电子产品的成功开发主要依赖于电极的生产,而电极的生产可能会带来一些挑战。我们将讨论用于制造电极的各类柔性基底材料以及柔性电子工业中的电极类型。    

基底材料 

热塑性聚合物是一种柔性基底材料。对于这类材料,通常需要较低的加工温度。而硅等无机基底材料则需要高温。在热塑性聚合物和其他柔性材料上沉积导电纳米材料已被证明对柔性电子制造具有积极影响。导电聚合物可替代天然纤维和合成纤维,成为可穿戴技术的主要能源。通过碳和石墨烯等导电纳米材料可以制造导电纤维。碳纳米管(CNT)是通过湿法和干法纺丝生产出来的。它们的网状结构可产生一种高拉伸强度、高导电性和耐高温的材料。  

用于电极制造的新兴柔性基底材料包括聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。聚酰亚胺是一种耐高温聚合物,尤其适用于需要高热稳定性的应用。它也是一种非常耐化学腐蚀的材料。PET 也是柔性电子产品中一种重要的基底材料。PET 具有熔点高、防潮和理想的光学特性。这种材料在转移印花、滴塑和丝网印刷电极制造方法中取得了很大的成功。PEN 是一种耐高温的热塑性聚合物,热膨胀系数低,吸水性小,耐化学性强。不过,拉伸应力在某些情况下会导致导电性降低。氧化物涂层有助于增强 PEN 和其他柔性基底材料的加工能力,防止导电性下降。  

电极类型 

涉及柔性材料的电极包括插接电极(IDE)、离子选择电极和化学选择电极以及丝网印刷电极。IDE 可用作阻抗传感器、pH 值传感器和免疫传感器。这类电极可用于法拉第或非法拉第生物传感器。在法拉第生物传感器中,电荷转移是通过电子转移进行的,而在非法拉第传感器中,电荷是储存起来的。以往的研究已经使用 PEN 和 PET 作为柔性基底材料制造出了离子选择电极[1]。碳纳米管可以增强离子选择性电极的制造。碳纳米管通常用于在离子选择性电极上形成一个转换层,以帮助促进电子转移。除了电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)之外,离子选择性电极还可以进行优化。丝网印刷电极 (SPE) 可用于生产电化学传感器。丝网印刷是指通过丝网将油墨沉积到基底材料上。这种制造方法支持使用 PET 等柔性基底材料,从而增强电化学特性。  

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