剪纸拓扑结构引发的大面积高可拉伸柔性互连电极:直接印刷法制备和力学机理（英文）

作者：李瑄; 阮小莉; 姚伟睛; 刘力; 田彬; 王焕军; 冯宇; 夏热^*; 吴伟^*

来源：Science China-Materials, 2019, 62(10): 1412-1422.

结合拓扑设计和印刷方法来实现高可拉伸性互连电极的制备有望成为一种非常有前途的策略.本文借助丝网印刷技术,所配制的银纳米线水性油墨被用于制备大面积(超过335 mm×177 mm)的高可拉伸柔性互连电极.电极的可拉伸性通过引入剪纸拓扑结构来实现,并通过有限元法分析了所设计的系列剪纸拓扑模型对变形顺应性的影响,以此探究其最优拉伸性.系统的力学机理分析表明结构的可拉伸性随着波数的增加而增加,与锯齿形波和正弦形波剪纸结构相比,矩形波结构具有最佳可拉伸性.此外,电极的电学性能测试结果与有限元分析预测的结果相一致.该方法制备的互连电极具有～10427 S cm-1的高电导率,并且表现出优异的力学稳定性,经过1000次的弯曲循环(弯曲半径为15.83 mm)、拉伸循环(拉伸率为280%)和扭转-拉伸循环(扭转180°,拉伸率为200%)测试,电导率始终保持稳定.基于拓扑设计的互连电极被应用于可拉伸柔性LED电路,进一步证明其在下一代可拉伸电子产品中具有广泛的应用前景.