背景：

最近，為了最大限度地減少用戶(hù)的不適，人們開(kāi)發(fā)了基于聚合物納米纖維的多孔結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為“透氣器件”。盡管這些器件能夠與皮膚保形結(jié)合，并具有透氣性，但它們的性能和耐用性明顯低于傳統(tǒng)的基于薄膜的設(shè)備。在這項(xiàng)研究中，使用光子燒結(jié)和電鍍(IPL-EP)工藝在納米網(wǎng)格基底上制造了一種超耐用的嵌入式銀-金核殼納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(AANN)。AANN旨在實(shí)現(xiàn)透氣性和耐用性，而不會(huì)犧牲器件性能。它可用于透氣納米網(wǎng)格電子產(chǎn)品，并表現(xiàn)出低薄層電阻(1.4Ωsq^-1)、循環(huán)穩(wěn)定性(超過(guò)20,000次循環(huán))、化學(xué)品穩(wěn)定性(水基溶液和高腐蝕性H₂O₂溶液)、可洗性(20次洗滌)和可重復(fù)使用性。此外，它還用于可重復(fù)使用的導(dǎo)電電子紡織品，并展示了其作為可重復(fù)使用的應(yīng)變傳感器（用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)）和可穿戴加熱器（用于熱療）的應(yīng)用。此外，基于AANN的導(dǎo)電線(xiàn)具有出色的電氣性能（0.3Ωcm^-1）和耐用性，并且在50次洗滌循環(huán)后仍能保持其電氣特性。所提出的工藝可以大規(guī)模制造高度耐用的透氣電子產(chǎn)品、電子紡織品和其他生物醫(yī)學(xué)設(shè)備。

文獻(xiàn)介紹：

已經(jīng)開(kāi)發(fā)出具有多種功能的可穿戴設(shè)備和電子皮膚，用于在日常運(yùn)動(dòng)中監(jiān)測(cè)生命信號(hào)，而不會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)任何不便。可穿戴設(shè)備的共形集成（與人體皮膚）和透氣性對(duì)于最大限度地減少用戶(hù)不適非常重要。共形集成可減輕身體壓力，而透氣性可防止器件與皮膚接觸區(qū)域的皮膚炎癥。因此，基于聚合物納米纖維網(wǎng)狀物的多孔裝置（“可透氣裝置”）被認(rèn)為是一種先進(jìn)的可穿戴器件，并引起了廣泛關(guān)注。透氣裝置概念最初由Someya的研究小組于2017年提出；它與人體皮膚和計(jì)算機(jī)界面共形集成，具有出色的透氣性。這一概念啟發(fā)了許多關(guān)于可穿戴設(shè)備的研究，近年來(lái)對(duì)透氣設(shè)備的研究興趣也日益增加。然而，由于結(jié)構(gòu)限制，此類(lèi)設(shè)備的耐用性和電氣性能較差。與傳統(tǒng)的二維(2D)平面薄膜基底相比，透氣裝置是在相對(duì)粗糙且不規(guī)則堆疊的三維(3D)聚合物納米纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上制造的。在真空沉積或制造過(guò)程中，很容易在納米網(wǎng)格基底表面形成不均勻且離散的活性層。該層很容易因動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)而破裂，從而導(dǎo)致器件故障。

傳統(tǒng)上，該問(wèn)題通過(guò)在納米網(wǎng)格基底上沉積溶液分散的金屬納米線(xiàn)來(lái)解決，如Wang等人所提出的。金屬納米線(xiàn)之間的纏結(jié)和互連彌補(bǔ)了納米網(wǎng)格基底的結(jié)構(gòu)缺陷，因此與2D平面基底相比，器件性能沒(méi)有顯著差異。這種方法顯著提高了器件性能，但并沒(méi)有提高循環(huán)耐久性。

最近，人們已利用熱退火和光子燒結(jié)開(kāi)發(fā)出一種嵌入和焊接在納米網(wǎng)狀基底上的銀(Ag)納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，以提高耐用性。然而，這種改進(jìn)對(duì)于實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)仍然不夠。此外，Ag納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)活細(xì)胞有毒，并且由于其高氧化傾向而在生物環(huán)境中具有高度腐蝕性；這個(gè)問(wèn)題在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中尚未得到解決。在這項(xiàng)研究中，我們開(kāi)發(fā)了一種生物相容性、可拉伸且超耐用的嵌入式核殼金屬納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。它的結(jié)構(gòu)限制是使用兩步方法解決的：

(1)使用光子燒結(jié)將Ag納米線(xiàn)嵌入納米纖維基質(zhì)表面以創(chuàng)建錨點(diǎn)

(2)將金(Au)電鍍到嵌入的Ag納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上。因此，我們制造出了堅(jiān)固的焊接接頭，可以顯著提高機(jī)械、電氣和化學(xué)性能。

這種方法被稱(chēng)為光子燒結(jié)和電鍍(IPL-EP)工藝，用于制造嵌入式銀-金核殼納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(AANN)。電鍍工藝還可用于在銀納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建生物相容性的金外表面，以及納米線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高度堅(jiān)固的化學(xué)連接焊接。AANN表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械耐久性、化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性。此外，即使經(jīng)過(guò)50次洗滌循環(huán)（按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)6330程序）和戶(hù)外干燥30天后，AANN的性能仍保持不變。這項(xiàng)研究首次展示了透氣設(shè)備的可重復(fù)使用性及其應(yīng)用，例如用于熱療的實(shí)際導(dǎo)電線(xiàn)和紡織品集成加熱。使用IPLEP制造AANN以及本研究中進(jìn)行的測(cè)試表明，所提出的工藝在可重復(fù)使用、超耐用、透氣的電子產(chǎn)品和基于電子紡織品的可穿戴設(shè)備中具有巨大的潛在適用性。

引用：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702122002759?via%3Dihub

本網(wǎng)站所發(fā)表內(nèi)容轉(zhuǎn)載時(shí)會(huì)注明來(lái)源，版權(quán)歸原出處所有（無(wú)法查證版權(quán)的或未注明出處的均來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)搜集）。轉(zhuǎn)載內(nèi)容（視頻、文章、廣告等）只以信息傳播為目的，僅供參考，不代表本網(wǎng)站認(rèn)同其觀點(diǎn)和立場(chǎng)。內(nèi)容的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和合法性由原作者負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除，此轉(zhuǎn)載不作為商業(yè)用途