用於3D列印的柔性電路

漢堡大學和DESY之間的研究合作開發了一種適用於3D列印的工藝，可用於生產透明和機械柔性的電子電路。電子元件由銀納米線網構成，可以懸浮印刷並嵌入各種柔性透明塑料（聚合物）中。正如漢堡大學的Tomke Glier及其同事在「 科學報告 」雜誌上報道的那樣，這項技術可以實現可印刷發光二極體，太陽能電池或集成電路工具等新應用。研究人員正在利用柔性電容器展示其工藝潛力。

「這項研究的目的是為不同應用的3D可印刷聚合物功能化，」自由電子激光科學中心（CFEL）的MichaelRübhausen報道，DESY，漢堡大學和馬克斯普朗克學會合作。「憑藉我們新穎的方法，我們希望將電子元件集成到現有的結構單元中，並在空間和重量方面改進組件。」 漢堡大學的物理學教授與DESY研究員Stephan Roth一起領導了這個項目，他也是斯??德哥爾摩皇家理工學院的教授。利用DESY研究光源PETRA III的明亮X射線光和其他測量方法，該團隊精確分析了聚合物中納米線的性質。

「技術的核心是銀納米線，形成導電網格，??」Glier解釋道。銀線的厚度通常為幾十納米（百萬分之一毫米），長度為10至20微米（千分之一毫米）。詳細的X射線分析表明，聚合物中納米線的結構沒有改變，但是由於聚合物的壓縮，當聚合物在固化過程中收縮時，網的導電性甚至提高。

將銀納米線懸浮於基材上並乾燥。「出於成本原因，目標是儘可能少地使用納米線來實現儘可能高的導電率。這也增加了材料的透明度，」DESY X射線光源PETRA III的P03測量站負責人Roth解釋道，進行X射線檢查的地方。「通過這種方式，可以生產出逐層，導電的路徑或表面。」 將柔性聚合物施加到導電軌道上，導電軌道又可以用導電軌道和觸點覆蓋。根據所使用的幾何形狀和材料，可以以這種方式印刷各種電子元件。

在本文中，研究人員製作了一種柔性電容器。「在實驗室中，我們在分層過程中執行了各個工作步驟，但實際上它們可以在以後完全轉移到3D印表機，」Glier解釋說。「然而，傳統3D列印技術的進一步發展，通常針對單個列印墨水進行了優化，對此也是必不可少的。在基於噴墨的工藝中，列印噴嘴可能被納米結構堵塞，」Rübhausen指出。

在下一步中，研究人員現在想要測試由納米線製成的導電路徑的結構如何在機械應力下發生變化。「在彎曲過程中，金屬絲網在多大程度上保持在一起？聚合物保持穩定，」Roth指的是典型的問題。「X射線研究非常適合這種情況，因為它是我們研究材料並分析納米線的導電路徑和表面的唯一方法。」

來自漢堡大學，斯德哥爾摩皇家理工學院，斯德哥爾摩Wallenberg木材科學中心，漢堡和DESY馬克斯普朗克結構與動力學研究所的研究人員參與了這項工作。

（來源：Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY）

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