喷墨打印金属复合结构精细制备可拉伸电路研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21703110
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0204.胶体与界面化学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The stretchable circuit plays a key role in enhancing the application performance of electronic devices. However, it is difficult to realize the precise preparation of stretchable circuit based on traditional etching and direct printing. In this project, stretchable circuit is precisely presented by inkjet printing technology. Precured liquid elastomeric prepolymer mixed with a reducing agent is served as the printing substrate. Conductive precursor in aqueous solution is used as a water-based inkjet ink. Then an oil-water interface redox reaction system is carried out to generate pattern by inkjet printing. Adding surfactants in aqueous inks, micro-ultrasound is studied to achieve an oil-in-water emulsion transition layer between the oil phase and the water phase. Furtherly, regulating and controlling the oil-water interface reaction in the emulsified layer, after the substrate is cured, a metal composite structure is formed in the inkjet printing area. It is composed of a continuous metal layer encapsulated elastic polymer, which will effectively improve the stretchable properties of the circuit. In this project, forming process and mechanism of an oil-in-water emulsified layer is studied in inkjet printed oil-water interface system. Metal composite structure is formed by an oil-water interface reaction. This method could precisely prepare stretchable circuits. It is of great significance for the manufacture of flexible stretchable electronic devices.
可拉伸电路对于增强电子器件的应用性能起着关键作用,但是,基于传统蚀刻、直接印刷等方法难以实现可拉伸电路的精细制备。本项目拟利用喷墨打印金属复合结构精细制备可拉伸电路,将预固化的液态弹性预聚物与还原剂混合作为油性还原基底,导电前驱体水性溶液作为水性喷墨墨水,通过喷墨打印构建图案化的油水界面氧化还原反应体系。利用在水相墨水中添加表面活性剂,微超声施加油水界面处的机械剪切作用,对油水界面处形成水包油乳化层的过程及机理进行研究。进一步,调控乳化层中的油水界面反应,在基底固化后,喷墨打印区域会形成一层金属复合结构,该结构由油水界面反应生成的连续金属层包裹固化的弹性聚合物构成,这将有效提高喷墨打印电路的可拉伸性能。本项目对喷墨打印的油水界面体系形成水包油乳化层的过程及机理进行了研究,利用油水界面反应形成了金属复合结构,从而实现了可拉伸电路的精细制备,对于柔性可拉伸电子器件制造具有重要意义。

结项摘要

液液界面浸润研究对于可控沉积制备新材料具有重要意义,液液界面反应可以有效形成高强度复合材料结构,有助于印刷柔性电子领域技术发展应用。基于油水界面反应通过喷墨打印技术精细制备了可弯折电路。银氨离子水溶液作为喷墨打印墨水,液态的聚二甲基硅氧烷(PDMS)添加还原剂作为印刷的基材,利用喷墨打印技术构筑了油水界面图案。从而将一种油水界面反应过程用于产生银电路。研究结果表明当添加少量表面活性剂后,水相能够很好的润湿油相进而产生一层厚实致密的银层。在PDMS表面上形成的嵌入式结构的厚度达到15-20微米。嵌入式结构极大地提升了喷墨打印电路可弯折性能。进一步,利用浸润界面墨滴沉积行为间距控制,实现了高精度电路制备;利用浸润界面墨滴沉积行为微结构压印控制,实现了高灵敏传感器制备;利用浸润界面墨滴沉积行为复合结构控制,实现了柔性高比表面积电化学电极制备。基于本项目研究工作,形成了界面润湿反应理论研究基础及可控复合结构制备及应用。在本项目支持下,发表第一作者或通讯作者SCI论文共计7篇,包括ACS applied materials & interfaces、Applied Surface Science、Langmuir及Materials Letters等;第一发明人申请国家发明专利5件,其中已授权国家发明专利2件。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Inkjet printing bendable circuits based on an oil-water interface reaction
基于油水界面反应的喷墨打印可弯曲电路
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2018.03.204
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Jiazhen Sun;Yuzhen Guo;Bo Cui;Fuqiang Chu;Huizeng Li;Yuan Li;Min He;Dan Ding;Ruping Liu;Lihong Li;Yanlin Song
  • 通讯作者:
    Yanlin Song
A Facile Approach for Fabricating Microstructured Surface Based on Etched Template by Inkjet Printing Technology
喷墨打印技术基于蚀刻模板制作微结构表面的简便方法
  • DOI:
    10.3390/polym10111209
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    Polymers
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Sun Jiazhen;Yun Chenghu;Cui Bo;Li Pingping;Liu Guangping;Wang Xin;Chu Fuqiang
  • 通讯作者:
    Chu Fuqiang
Patterning a Superhydrophobic Area on a Facile Fabricated Superhydrophilic Layer Based on an Inkjet-Printed Water-Soluble Polymer Template
基于喷墨印刷水溶性聚合物模板在易于制造的超亲水层上图案化超疏水区域
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.0c01769
  • 发表时间:
    2020-08-25
  • 期刊:
    LANGMUIR
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Sun, Jiazhen;Li, Yang;Song, Yanlin
  • 通讯作者:
    Song, Yanlin
Printable Nanomaterials for the Fabrication of High-Performance Supercapacitors.
用于制造高性能超级电容器的可印刷纳米材料
  • DOI:
    10.3390/nano8070528
  • 发表时间:
    2018-07-13
  • 期刊:
    Nanomaterials (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Sun J;Cui B;Chu F;Yun C;He M;Li L;Song Y
  • 通讯作者:
    Song Y
Inkjet printing porous graphene/silver flexible electrode with enhanced electrochemical performance based on vapor phase reduction
基于气相还原的喷墨印刷多孔石墨烯/银柔性电极,具有增强的电化学性能
  • DOI:
    10.1007/s10854-020-03630-1
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
    Journal of Materials Science: Materials in Electronics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Cui Bo;Chu Fuqiang;Li Huizeng;Yun Chenghu;Wang Xin;Li Sen;Liu Guangping;Sun Jiazhen
  • 通讯作者:
    Sun Jiazhen

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其他文献

基于喷墨打印技术制备透明多层电路
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Advanced Materials
  • 影响因子:
    29.4
  • 作者:
    李明珠;孙加振;张聪;宋延林
  • 通讯作者:
    宋延林

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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