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河南大學蔡國發(fā)教授課題組 AFM：基于銀納米線微網(wǎng)構(gòu)建的可拉伸多功能聚合物分散液晶器件
2023-07-04  來源：高分子科技

  聚合物分散液晶（PDLC）器件，可以在電壓刺激下發(fā)生可逆地光學特性變化，在智能電子顯示及智能窗等領(lǐng)域具有潛在的應用。然而，隨著智能交互式可穿戴電子產(chǎn)品的發(fā)展，目前用于PDLC器件的透明導電電極多為氧化銦錫（ITO）/聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），其固有的脆性嚴重限制了變色器件在柔性可穿戴電子領(lǐng)域的發(fā)展，實現(xiàn)性能良好且高度柔性的變色器件仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。


圖1 受蜘蛛網(wǎng)啟發(fā)的基于柔性AgNWs微網(wǎng)結(jié)構(gòu)的多功能PDLC器件：可實現(xiàn)拉伸，光學調(diào)制及應力傳感三種功能


  近期，河南大學材料學院蔡國發(fā)教授團隊提出將AgNWs自組裝形成的微網(wǎng)結(jié)構(gòu)嵌入在聚二甲基硅氧烷（PDMS）襯底中，構(gòu)建出基于嵌入式AgNWs微網(wǎng)結(jié)構(gòu)的可拉伸透明導電電極（STCEs）。這種STCEs可以支持具有壓力傳感和光調(diào)節(jié)功能的可拉伸PDLC智能設(shè)備的實現(xiàn)（圖1）。且該STCEs顯示出優(yōu)越的光電性能（方阻為6 Ω sq-1時，在550 nm處的光學透過率為86.6%）和機械穩(wěn)定性（拉伸到100%時，方阻僅僅增加了0.36倍）（圖2）。 


圖2 透明導電電極STCEs的光電性能、抗腐蝕性能、及可拉伸性能表征


  基于該STCEs導電電極，作者成功構(gòu)筑了高度柔性化的PDLC器件，該器件顯示出優(yōu)越的光電性能，即快速的開關(guān)速度（<1 s），大的光調(diào)制（600 nm時為69%），穩(wěn)健的機械穩(wěn)定性（彎曲超過1000次，拉伸至40%）（圖3）。此外，該PDLC器件還對壓力刺激顯示了高度靈敏的壓力傳感功能，可以將不同的壓力信號（0.5-10 kPa）實時線性地轉(zhuǎn)換為響應速度快的電容信號（圖4）。 


圖3 基于可拉伸STCEs構(gòu)建的PDLC器件及光電性能展示


圖4 基于可拉伸STCEs構(gòu)建的PDLC器件的壓力傳感性能測試

  該工作以“A Sensing and Stretchable Polymer-Dispersed Liquid Crystal Device Based on Spiderweb-Inspired Silver Nanowires-Micromesh Transparent Electrode”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上（Adv. Funct. Mater. 2023,2303270）。文章第一作者是河南大學研究生張萍，通訊作者是王金輝教授及蔡國發(fā)教授。該研究得到國家自然科學基金委及中國博士后科學基金會的共同支持。


  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202303270

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（責任編輯：xu）
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