通过激光冲击压印技术直接制造出具有优异性能的柔性电子器件

《Advanced Functional Materials》：Direct Fabrication of Robust Flexible Electronics Via Laser Shock Imprinting

柔性电子技术面临基底限制和性能衰减问题，本研究提出基于聚醚砜（PES）双功能介质的激光冲击印刻-转移印刷一体化方法，在PET基底上直接原位合成具有3D定制能力的激光诱导石墨烯（LIG）导电网络，电极电导率15 Ω□?1，机械性能响应/恢复时间40/50 ms，拉伸梯度516，成功突破传统转移工艺的机械失配瓶颈，为可穿戴传感器和智能交互设备提供新解决方案。

　　

摘要

柔性电子设备是下一代技术的关键，但其发展受到制造复杂性、基底限制以及转移过程中性能下降的阻碍。本文报道了一种创新的原位转移印刷方法，该方法结合了激光冲击压印（LSI）技术，可以直接在PET基底上合成激光诱导石墨烯（LIG）。通过使用聚醚砜（PES）作为双功能介质——既作为煤颗粒的粘合剂，又通过热分解产生冲击压力——这种方法实现了煤和PES的同时原位石墨化，并将生成的石墨烯嵌入到软化的PET中。此外，由PES衍生的LIG将石墨化的煤颗粒连接起来，形成了一个无缝连接的导电网络。所得到的柔性电极具有优异的导电性（15 Ω cm?1）、出色的机电性能（响应/恢复时间：40/50 ms；GF = 516），并且由于PET的热塑性，还具备三维定制性——这是采用PI支持的LIG或传统转移方法无法实现的。因此，这种柔性电极在运动监测、多方向应变传感和人机交互等领域展现了潜在的应用前景。这种一步法、无需转移的过程克服了传统方法的复杂程序和机械不匹配问题，为合成先进的柔性电子设备提供了一种新策略。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。