前沿

韩国成功开发出复合材料高伸缩电极

日期:2018-08-04 12:07:33来源:《纺织科学研究》编辑:宁翠娟

作为第二代可穿戴电子装置的基板,电子皮肤附着于人体皮肤使用,因而柔软性、附着性和佩戴舒适都是非常重要的。为了体现这些优点,可以自由变形的柔软性电极(导 电体)的开发已经引起了业内的广泛关注。

近期,韩国科学技术研究院(KIST)复合材料技术研 究所的 Jae-Min Hong 博士团队将水凝胶—降解塑料 (Ecoflex) 复合材料与银电极结合,开发出高伸缩电极,性能最大可提高18.8 倍以上。

柔性元件的核心就是柔性电极,其印刷的制备工艺在比容积方面具有一定优势,印刷工艺采用的喷墨可以确保柔性电极在拉伸情况下也能维持性能,该喷墨采用金属微米级的粒子与高分子物质进行混合制备而成。为了确保导电性,主要采用银和金等金属物质制备复合体。

通常可以印刷的柔性电极是在聚二甲硅氧烷(PDMS)一类硅系的伸缩性降解塑料基板上制备的,但这样的材质与人体皮肤或其他组织接触时,由于变形率低,穿戴感并不好。研究团队采用了变形率高,与皮肤质感类似的水凝胶材质,但由于采取传统工艺很难在水凝胶上印刷银一类金属基板物质,所以,在水凝胶上涂上降解塑料薄层,并与银喷墨结合,这一表面处理方法的降解塑料厚度为 30μm,仅相当于头发的一半,由此开发出高伸缩电极。

此次开发的高伸缩电极可以按照使用者希望的图案进行印刷,有利于形成多面积回路。与现有电极不同,由于在变形率极高的高伸缩基板上制备而成,与人体接触时,作为电子皮肤使用穿戴感更为舒适,柔性电极性能也达到 了世界领先水平。

(摘编自中国有色金属报)