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[材料资讯] 石峰课题组《德国应用化学》:开发了一种简便的基于光驱动微米泵的光焊接方法

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发表于 2019-12-7 07:30:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
柔性电路是将电路组装在柔性基板上的新兴电子元件,广泛应用于柔性显示屏、柔性传感器等电子产品。为了将柔性电子技术从实验室推广到工业领域甚至市场,当前所面临的最大挑战之一是解决在实际使用中频繁弯曲、刮擦、拉伸等可能带来的柔性电子设备上的电路损坏。研究者们提出了几种用于恢复破损电路导电性的策略,包括基于动态化学的自修复方法,在基底内预先嵌入含有导电物质的微胶囊等等。这些创新性策略使柔性器件具有“智能”的功能,既使裂缝触发柔性器件自我修复的过程。

光照焊接修复电路

光照焊接修复电路
       然而上述方法有一定的局限性,如受裂缝深度影响的修复能力、有限的修复次数、基于可逆作用的修复材料会降低柔性器件的机械强度等等。因此,寻求新的修复方法是该领域亟待解决的问题。近日,北京化工大学石峰团队和苏州大学董彬团队合作在《Angew. Chem. Int. Ed.》上发表题为“A Photowelding Strategy for Conductivity Restoration in Flexible Circuits”的研究论文。研究人员开发了一种简便的基于光驱动微米泵的光焊接方法。微米泵是微纳马达的一种,是通过将微纳马达固定在基底上来实现的。微米泵虽然可以操控液体的运动,但是目前缺乏实际应用。而光焊接方法通过光照射微米泵引起的电渗透机理驱动液体流动,将聚苯乙烯/金核壳结构的微球(PS/Au微球)驱动到光照中心并形成聚集体,从而实现对损坏柔性电子线路的修复。该方法具有很好的重复性,可多次修复同一裂缝。在不干扰其他功能区域的前提下,可以很好地控制导电微粒聚集体的尺寸和位置,实现裂缝的精确修复。研究团队还将光焊接方法用于修复破损的柔性传感器件,成功实现了对破损的柔性氨气传感器的修复。该论文的第一作者是2015级博士生孙云雨。
       在本文中,研究人员开发了一种基于微米泵的光焊接方法,用于修复柔性电子器件中导电线路上的裂缝,该光焊接方法可以修复导电线路上尺寸在10-650 μm之间的裂缝,光焊接方法的重复性、精准性和可控性使其在柔性电路导电性修复方面具有很大的应用潜力。
       文献链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201909965 (A Photowelding Strategy for Conductivity Restoration in Flexible Circuits. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, DOI: 10.1002/anie.201909965.)


        石峰北京化工大学教授,博士生导师。2008年9月被聘为北京化工大学教授,博士生导师,获得2014优秀青年基金资助。主要工作围绕“多尺度超分子组装及构筑基元扩散过程的研究”这一主题,在宏观构筑基元的可控运动及超分子组装等领域展开研究,,提出并发展了“功能协同的智能器件”和“柔性间隔层”的概念,建立了“宏观构筑基元的可控运动是实现其超分子组装的先决条件”和“引入柔性间隔层是实现宏观构筑基元间超分子相互作用的重要设计原则”的思想。在Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct. Mater., NPG Asia Materials, Small等期刊上发表SCI论文58篇(其中通讯作者论文34篇),论文被SCI他引2105次。


       董彬,男,博士生导师,苏州大学教授,研究领域有高分子纳米结构(零维,一维,二维)及其在器件方面的应用等。主要从事高分子纳米科学与技术方面的研究, 学术论文主要发表于Angew.Chem. Int. Ed.、Nano Lett., Adv. Mater., Adv. Funt. Mater., Small, J. Mater. Chem. Eur. J. Chem.等。 包括一次期刊封面和若干研究亮点转载报导,被引用300余次.发明专利3项。在世界上首次报道了全高分子纳米传感器。全高分子纳米传感器不仅具有高分子材料的价格低、弹性好、易加工等特点,同时还具有纳米材料的灵敏度高,检测限低,功耗小等优点。因此非常具有应用前景。在此工作为基础上,还可以进一步发展出检测气体分子的全高分子纳米电子鼻,检测溶液中溶质的全高分子纳米舌,以及检测生物分子的全高分子纳米生物传感器。

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