《Materials Today》：基於透氣聚合物納米網襯底上的可清洗、可拉伸
、可重複使用的核殼金屬納米線網絡的電子器件（IF=24.269）

背景：

最近，為了最大限度地減少用戶的不適，人們開發了基於聚合物納米纖維的多孔結構，稱為“透氣器件”。盡管這些器件能夠與皮膚保形結合，並具有透氣性，但它們的性能和耐用性明顯低於傳統的基於薄膜的設備。在這項研究中，使用光子燒結和電鍍(IPL-EP)工藝在納米網格基底上製造了一種超耐用的嵌入式銀-金核殼納米線網絡(AANN)。AANN旨在實現透氣性和耐用性
，而不會犧牲器件性能。它可用於透氣納米網格電子產品，並表現出低薄層電阻(1.4Ωsq^-1)、循環穩定性(超過20,000次循環)、化學品穩定性(水基溶液和高腐蝕性H₂O₂溶液)、可洗性(20次洗滌)和可重複使用性。此外
，它還用於可重複使用的導電電子紡織品，並展示了其作為可重複使用的應變傳感器（用於運動檢測）和可穿戴加熱器（用於熱療）的應用。此外
，基於AANN的導電線具有出色的電氣性能（0.3Ωcm^-1）和耐用性
，並且在50次洗滌循環後仍能保持其電氣特性。所提出的工藝可以大規模製造高度耐用的透氣電子產品
、電子紡織品和其他生物醫學設備。

文獻介紹：

已yi經jing開kai發fa出chu具ju有you多duo種zhong功gong能neng的de可ke穿chuan戴dai設she備bei和he電dian子zi皮pi膚fu，用yong於yu在zai日ri常chang運yun動dong中zhong監jian測ce生sheng命ming信xin號hao，而er不bu會hui給gei用yong戶hu帶dai來lai任ren何he不bu便bian。可ke穿chuan戴dai設she備bei的de共gong形xing集ji成cheng（與人體皮膚）和(he)透(tou)氣(qi)性(xing)對(dui)於(yu)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)減(jian)少(shao)用(yong)戶(hu)不(bu)適(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。共(gong)形(xing)集(ji)成(cheng)可(ke)減(jian)輕(qing)身(shen)體(ti)壓(ya)力(li)，而(er)透(tou)氣(qi)性(xing)可(ke)防(fang)止(zhi)器(qi)件(jian)與(yu)皮(pi)膚(fu)接(jie)觸(chu)區(qu)域(yu)的(de)皮(pi)膚(fu)炎(yan)症(zheng)。因(yin)此(ci)
，基(ji)於(yu)聚(ju)合(he)物(wu)納(na)米(mi)纖(xian)維(wei)網(wang)狀(zhuang)物(wu)的(de)多(duo)孔(kong)裝(zhuang)置(zhi)（“可透氣裝置”）被認為是一種先進的可穿戴器件，並引起了廣泛關注。透氣裝置概念最初由Someya的研究小組於2017年提出；tayurentipifuhejisuanjijiemiangongxingjicheng，juyouchusedetouqixing。zheyigainianqifalexuduoguanyukechuandaishebeideyanjiu，jinnianlaiduitouqishebeideyanjiuxingquyeriyizengjia。raner
，youyujiegouxianzhi，cileishebeidenaiyongxinghedianqixingnengjiaocha。yuchuantongdeerwei(2D)平麵薄膜基底相比，透氣裝置是在相對粗糙且不規則堆疊的三維(3D)聚(ju)合(he)物(wu)納(na)米(mi)纖(xian)維(wei)網(wang)狀(zhuang)結(jie)構(gou)上(shang)製(zhi)造(zao)的(de)。在(zai)真(zhen)空(kong)沉(chen)積(ji)或(huo)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)，很(hen)容(rong)易(yi)在(zai)納(na)米(mi)網(wang)格(ge)基(ji)底(di)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)不(bu)均(jun)勻(yun)且(qie)離(li)散(san)的(de)活(huo)性(xing)層(ceng)。該(gai)層(ceng)很(hen)容(rong)易(yi)因(yin)動(dong)態(tai)運(yun)動(dong)而(er)破(po)裂(lie)，從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)器(qi)件(jian)故(gu)障(zhang)。

傳統上，該問題通過在納米網格基底上沉積溶液分散的金屬納米線來解決，如Wang等人所提出的。金屬納米線之間的纏結和互連彌補了納米網格基底的結構缺陷，因此與2D平麵基底相比，器件性能沒有顯著差異。這種方法顯著提高了器件性能，但並沒有提高循環耐久性。

最近，人們已利用熱退火和光子燒結開發出一種嵌入和焊接在納米網狀基底上的銀(Ag)納米線網絡，以提高耐用性。然而，這種改進對於實際應用來說仍然不夠。此外，Ag納米線網絡對活細胞有毒
，並且由於其高氧化傾向而在生物環境中具有高度腐蝕性
；這個問題在生物醫學應用中尚未得到解決。在這項研究中
，我們開發了一種生物相容性、可拉伸且超耐用的嵌入式核殼金屬納米線網絡。它的結構限製是使用兩步方法解決的：

(1)使用光子燒結將Ag納米線嵌入納米纖維基質表麵以創建錨點

(2)將金(Au)電鍍到嵌入的Ag納米線網絡上。因此，我們製造出了堅固的焊接接頭
，可以顯著提高機械、電氣和化學性能。

這種方法被稱為光子燒結和電鍍(IPL-EP)工藝
，用於製造嵌入式銀-金核殼納米線網絡(AANN)。電鍍工藝還可用於在銀納米線網絡上創建生物相容性的金外表麵
，以及納米線網絡的高度堅固的化學連接焊接。AANN表現出優異的機械耐久性
、化學穩定性和生物相容性。此外
，即使經過50次洗滌循環（按照國際標準化組織(ISO)6330程序）和戶外幹燥30天後，AANN的性能仍保持不變。這項研究首次展示了透氣設備的可重複使用性及其應用，例如用於熱療的實際導電線和紡織品集成加熱。使用IPLEP製造AANN以及本研究中進行的測試表明，所提出的工藝在可重複使用
、超耐用、透氣的電子產品和基於電子紡織品的可穿戴設備中具有巨大的潛在適用性。

引用：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702122002759?via%3Dihub

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