PDMS稳定多孔银膜的制备及其在柔性导电材料中的应用研究

本研究针对柔性电子器件对高导电性和机械稳定性的需求，开发了一种基于回收银源制备PDMS稳定多孔银膜的新方法。通过乙酸盐氧化和热分解工艺，将不同形态的银源转化为棒状乙酸银（RS-AcOAg），再经PDMS包覆抑制烧结，成功获得具有优异导电性（ΔR/R0 值低）和机械稳定性（可逆拉伸/弯曲）的柔性导电材料，为可持续电子器件开发提供了新思路。

　　

随着柔性电子技术的快速发展，可穿戴设备、生物传感器和软体机器人等领域对兼具高导电性和机械柔性的材料需求日益迫切。银（Ag）因其卓越的导电性能成为首选材料，但传统银基材料存在脆性大、成本高、不可持续等问题。更棘手的是，银颗粒在加工过程中易发生烧结现象——高温下原子扩散导致颗粒熔合，形成致密结构而丧失柔韧性。与此同时，全球每年产生大量含银电子废弃物，如何将其高值化回收利用成为可持续发展的重要课题。

针对这些挑战，朱拉隆功大学的研究团队创新性地将废弃纽扣电池中的回收银与聚二甲基硅氧烷（PDMS）结合，开发出具有突破性性能的柔性导电材料。这项发表在《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》的研究，通过乙酸盐氧化-热分解联用技术，将不同来源的银（包括标准银珠和回收的银微粒/微片）转化为棒状乙酸银（RS-AcOAg），再经PDMS包覆抑制烧结，最终获得结构稳定的多孔银膜。令人振奋的是，这种材料在机械变形下展现出极低的相对电阻变化（ΔR/R₀
）和优异的可逆性，为柔性电子器件提供了理想的导电解决方案。

研究团队采用三项关键技术：首先通过氧化乙酰化将不同形态的银源统一转化为RS-AcOAg；其次利用溶剂浇铸和300°C热分解制备多孔银膜；最关键的是引入PDMS作为表面稳定剂，通过模塑成型工艺制备柔性导电条带。电学性能测试采用定制化拉伸/弯曲装置，实时监测ΔR/R₀
变化。

结果与讨论部分揭示重要发现：

1. 不同银源（包括不规则球形和片状回收银）均能形成形貌均一的RS-AcOAg，表明乙酰化反应对银源形态不敏感；
2. 无PDMS包覆的银膜因烧结导致结构致密化，电阻变化率高达初始值3倍且不可逆；
3. PDMS包覆样品在30%应变下ΔR/R₀
   <1.5，经100次循环仍保持稳定，归因于PDMS抑制颗粒迁移和裂纹扩展的双重作用；
4. 回收银微片制备的样品导电性优于商业银珠，证实废弃物高值化利用的可行性。

这项研究的创新价值体现在三方面：材料层面开创了PDMS稳定多孔银结构的新体系；工艺层面建立了废弃银源到高性能材料的转化路径；应用层面解决了柔性导体导电性-机械稳定性难以兼顾的痛点。特别值得注意的是，该方法对银源形态的宽容性大幅降低了原料成本，而PDMS的引入使材料兼具疏水性、生物相容性和化学稳定性，拓展了在可穿戴医疗设备等特殊场景的应用潜力。研究团队进一步指出，该技术可适配喷墨打印等规模化生产工艺，为柔性电子产业提供了兼具经济效益和环保价值的新型材料解决方案。