河南大学蔡国发教授课题组 AFM：基于银纳米线微网构建的可拉伸多功能聚合物分散液晶器件

2023-07-04 来源：高分子科技

聚合物分散液晶（PDLC）器件，可以在电压刺激下发生可逆地光学特性变化，在智能电子显示及智能窗等领域具有潜在的应用。然而，随着智能交互式可穿戴电子产品的发展，目前用于PDLC器件的透明导电电极多为氧化铟锡（ITO）/聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），其固有的脆性严重限制了变色器件在柔性可穿戴电子领域的发展，实现性能良好且高度柔性的变色器件仍然是一个巨大的挑战。

图1 受蜘蛛网启发的基于柔性AgNWs微网结构的多功能PDLC器件：可实现拉伸，光学调制及应力传感三种功能

近期，河南大学材料学院蔡国发教授团队提出将AgNWs自组装形成的微网结构嵌入在聚二甲基硅氧烷（PDMS）衬底中，构建出基于嵌入式AgNWs微网结构的可拉伸透明导电电极（STCEs）。这种STCEs可以支持具有压力传感和光调节功能的可拉伸PDLC智能设备的实现（图1）。且该STCEs显示出优越的光电性能（方阻为6 Ω sq^-1时，在550 nm处的光学透过率为86.6%）和机械稳定性（拉伸到100%时，方阻仅仅增加了0.36倍）（图2）。

图2 透明导电电极STCEs的光电性能、抗腐蚀性能、及可拉伸性能表征

基于该STCEs导电电极，作者成功构筑了高度柔性化的PDLC器件，该器件显示出优越的光电性能，即快速的开关速度（<1 s），大的光调制（600 nm时为69%），稳健的机械稳定性（弯曲超过1000次，拉伸至40%）（图3）。此外，该PDLC器件还对压力刺激显示了高度灵敏的压力传感功能，可以将不同的压力信号（0.5-10 kPa）实时线性地转换为响应速度快的电容信号（图4）。

图3 基于可拉伸STCEs构建的PDLC器件及光电性能展示

图4 基于可拉伸STCEs构建的PDLC器件的压力传感性能测试

该工作以“A Sensing and Stretchable Polymer-Dispersed Liquid Crystal Device Based on Spiderweb-Inspired Silver Nanowires-Micromesh Transparent Electrode”为题发表在《Advanced Functional Materials》上（Adv. Funct. Mater. 2023,2303270）。文章第一作者是河南大学研究生张萍，通讯作者是王金辉教授及蔡国发教授。该研究得到国家自然科学基金委及中国博士后科学基金会的共同支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202303270

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（责任编辑：xu）

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