等离子体焊接交叉取向银纳米线网络构筑高性能柔性透明电极

本研究针对银纳米线(AgNW)透明电极(TE)在导电性与透光率之间的权衡问题，通过Meyer棒涂法构建交叉取向网络并结合等离子体诱导纳米焊接，开发出兼具高透光率(93.3%)和低电阻(13.4 ohm/sq)的柔性电极，其品质因数(FoM)达386。该技术为柔性光电器件提供了可规模化制备的高性能电极解决方案。

　　

透明电极(TE)是柔性光电器件的核心组件，但传统氧化铟锡(ITO)存在脆性和原料稀缺问题。银纳米线(AgNW)虽具替代潜力，但其网络结构中纳米线接触电阻高达10⁹ ohm，且随机取向导致导电通路效率低下。如何通过结构优化和界面工程突破性能瓶颈，成为该领域的关键挑战。

广东某高校团队在《Surfaces and Interfaces》发表研究，提出交叉取向等离子体焊接新策略。通过Meyer棒涂法利用剪切力和表面张力构建交叉取向AgNW网络，结合等离子体处理实现局部表面等离子体共振(LSPR)驱动的纳米焊接，仅需2分钟即可去除聚维酮(PVP)绝缘层并焊接结点。该技术使电极透光率达93.3%、方阻降至13.4 ohm/sq，品质因数(FoM)创386的纪录。基于该电极的透明加热器在5V电压下可达150°C且展现优异耐久性。

关键技术包括：1) Meyer棒涂法构建交叉取向网络；2) 等离子体诱导LSPR纳米焊接；3) 羟基丙基甲基纤维素(HPMC)粘合剂优化；4) 表面活性剂Triton X-100分散体系；5) 采用26.3 μm长径比AgNW增强渗流效应。

【结果与讨论】
交叉取向网络通过两次正交棒涂实现，棒体螺纹(6 μm)与纳米线长度(26.3 μm)的尺寸效应促使取向排列。等离子体处理引发双重作用：既清除PVP绝缘层，又通过LSPR产生局部高温实现结点焊接。相较于随机网络，交叉结构使导电通路密度提升47%，而等离子焊接使接触电阻降低三个数量级。

【结论】
该研究开创性地将结构调控与界面焊接协同优化：交叉取向网络提升渗流效率，等离子焊接解决接触电阻难题。相比传统热退火(需200°C以上)和化学焊接(产生腐蚀副产物)，该方法具有低温、快速、无污染等优势。所获FoM值386远超文献报道水平，为柔性触摸屏、可穿戴传感器等器件提供了工业化生产新路径。研究获得广东省基础与应用基础研究基金、国家自然科学基金等多项资助。