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河南大學(xué)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(xué)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(yīng)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(dǎo)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(yán)重限制了變色器件在柔性可穿戴電子領(lǐng)域的發(fā)展，實(shí)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(shí)現(xiàn)拉伸，光學(xué)調(diào)制及應(yīng)力傳感三種功能


  近期，河南大學(xué)材料學(xué)院蔡國發(fā)教授團(tuán)隊(duì)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(dǎo)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(shí)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(xué)透過率為86.6%）和機(jī)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(dǎo)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(dǎo)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(jī)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(shí)時線性地轉(zhuǎn)換為響應(yīng)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(xué)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(xué)基金委及中國博士后科學(xué)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(zé)任編輯：xu）
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