基于MXene油墨的柔性無線電子產品室溫高精度印刷

來源：上海眾瀕科技有限公司 2023年02月22日 09:07

研究背景

柔性電子印刷技術在不斷進步，但對于柔性電子產品的室溫制造，現有印刷方法還有諸多問題。油墨配置過于復雜，物理性能不夠理想，長時間后處理，使器件制作過程過于復雜。浙江大學農業信息智能實驗室平建峰團隊報道了一種基于MXene水性墨汁的室溫直接打印技術，可在多種柔性基底上實現無線可穿戴電子器件的直接適形打印，且無需印后退火等繁瑣處理工序。

研究成果

過渡金屬碳氮化物納米片（MXene）作為一個新興的二維材料家族受到了越來越多的關注。具有高電導率的特點，又具備組分靈活可調，最小納米層厚可控等優勢，已在儲能、吸附、傳感器、導電填充劑等領域有諸多應用。

論文作者制備了一種具有高單層比（>90%）和窄片徑分布特點的無添加MXene水性高濃度油墨，在室溫打印后保持形狀和快速干燥，打印的功能電路無需高溫退火等后處理工序。在室溫使用點膠技術在改性基底上實現了線間距為3μm，線寬為120μm的打印，制備的功能器件，具有高導電性和空間均勻性（導電率波動不超過0.43%）、高機械柔韌性。室溫直接打印可使得打印基體具有更廣范圍的可選擇性，為實現在不規則形狀的植物葉片上的打印提供了可能性。

論文作者使用MXene水性油墨制備了近場通訊天線，可以實現無線信息識別和能量傳遞功能。打印的具有溫度測量功能的射頻識別標簽，可以遠距離監測葉溫和人體表面溫度。

圖文展示

圖1：可印刷的無添加劑MXene水性油墨的特征

圖2：粘性MXene水性油墨的直接印刷

圖3：MXene NFC設備的演示

圖4：MXene RFID溫度傳感系統的演示

總結與展望

MXene水性油墨室溫直接打印可使各種功能模塊能被快速地制造并集成，在物聯網、智能標簽、環境監測、農業傳感、健康監測、5G等多個柔性電子制造領域將具有巨大應用潛力。

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