基于三维导电材料银纳米树枝晶的全印制柔性加热器

近年来,由于柔性电阻加热器在电致变色、气体传感器以及个人热管理等方面展现出广阔的应用前景而受到了研究人员的广泛关注,尤其是在可穿戴热疗方面。可穿戴热疗是将加热器穿戴在人体身上,通过持续加热的物理方法治疗类风湿关节炎、肩周炎以及颈椎病等。这种治疗方法对于久坐的办公人员和老人等十分有用。因此,开发低成本、高性能的柔性电阻加热器就成为目前亟待解决的问题。而导电材料是柔性电阻加热器的重要构成部分之一,对于柔性电阻加热器的机械稳定性和加热性能都有重要的作用。传统的导电材料如银纳米线、石墨烯以及碳纳米管等,或者是需要复杂的后处理工艺提高其导电性能,或者是制备过程复杂、设备昂贵等。因此结合新兴的印刷电子技术,研究低温烧结下具有优异的加热性能的柔性电阻加热器具有较大的研究意义和应用前景。

近日,武汉大学印刷与包装系吴伟教授课题组通过一步氧化还原法合成大批量的三维导电材料银树枝晶,并将银纳米树枝晶与SIS溶液混合配置成导电油墨,利用丝网印刷技术制备具有特定图案的柔性电阻加热器。该加热器展现出优异的电性能以及机械性能,方阻仅为0.83 Ω/sq,在4V直流电压驱动下,35s左右可以达到135°C。并且反复弯曲2000次,电阻没有发生明显的变化,加热性能依然保持稳定。最后,我们相信本工作制备的三维导电材料银纳米枝晶与低成本、环保以及大面积的丝网印刷技术结合在柔性电极以及可穿戴热疗等方面有着广阔的发展前景。

相关论文在线发表在Advanced Materials Technologies(DOI: 10.1002/admt.201800453)上。

Speak Your Mind

*