黄显课题组成功研发新型柔性电子印刷术 可使成本降至百分之一

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折叠屏手机淘汰报废可以无毒无害降解、植入身体的电子芯片到期自动溶于体内……近日，天津大学精仪学院黄显教授团队成功研发“水致烧结”印刷术，实现低能耗、低成本生产生物可吸收柔性电子元器件。相关研究成果已于近期发表于国际权威期刊《先进功能材料》。
       折叠电脑、折叠手机、可穿戴数码产品方兴未艾，随着科学技术发展，柔性电子设备越来越受到社会重视，这类设备在弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸条件下仍可工作，在能源、医疗、信息通讯等领域拥有十分广阔的发展空间。

       柔性电子印刷术是制造柔性电子设备的关键核心，其原理是利用精密印刷技术来制作电子器件或电路，将表达颜色的油墨换成具有电子功能的油墨，印刷在柔性基质上的图形就具有了电子功能。柔性电子印刷后图形的国际主流处理方法包括高温加热、激光烧结和光脉冲烧结等方式，这些印刷方式成本高昂，容易造成电路基底的损伤，高耗能、不环保。
       天津大学精仪学院黄显教授团队成功研发“水致烧结”柔性电子印刷术，利用酸酐遇水产生弱酸的特性，研发了一种新型纳米金属导电油墨及新型烧结方法，无需高温、激光和高强度光脉冲，利用水蒸气即可在室温环境下制造柔性电子线路，有望成为柔性电子材料生产的突破。
        值得一提的是，通过这种“水致烧结”方法生产的柔性电子元器件在常规使用条件下可以长期稳定工作，在特定湿度下能够实现无毒害降解，具有良好的生物可吸收性，在生物医学领域具有广阔前景。
        黄显介绍，使用“水致烧结”印刷技术和纳米导电油墨，用户无需购买安装昂贵的烧结设备，大规模批量生产柔性电子元器件成本有望降至现有成本的百分之一。“新型柔性电子元器件的加工和处理技术为生物可吸收柔性电子设备大规模商业化生产带来了巨大便利。”


       Jiameng Li, Hang Xu*, Zian Zhang, Yafeng Hao, Hanjie Wang, and Xian Huang*,"Anhydride-Assisted Spontaneous Room Temperature Sintering of Printed Bioresorbable Electronics," Advanced Functional Materials, 2019.


        柔性电子印刷术是制造柔性电子设备的关键核心，其原理是利用精密印刷技术来制作电子器件或电路，将表达颜色的油墨换成具有电子功能的油墨，印刷在柔性基质上的图形就具有了电子功能。柔性电子印刷后图形的国际主流处理方法包括高温加热、激光烧结和光脉冲烧结等方式，这些印刷方式成本高昂，容易造成电路基底的损伤，高耗能、不环保。


       黄显，天津大学精密仪器学院教授。 2019年9月，黄显教授团队成功研发“水致烧结”柔性电子印刷术，利用酸酐遇水产生弱酸的特性，研发了一种新型纳米金属导电油墨及新型烧结方法，无需高温、激光和高强度光脉冲，利用水蒸气即可在室温环境下制造柔性电子线路，有望成为柔性电子材料生产的突破。