Science：高导电性和弹性纳米膜，用于皮肤电子

一、文章概述

二、图文导读

图1.使用浮动组装方法制造高导电性和可拉伸的纳米膜。

（A和B）溶液注入过程的示意图。

（A）制造开始于将纳米复合溶液注入水中。该溶液由纳米材料组成，

溶于水不混溶的溶剂和乙醇中的水不溶性弹性体。

（B）由于Marangoni流动，纳米复合溶液的质量沿水面扩散，导致NW的单层组装。

（C到F）在宏观视图（顶部）中显示NW的紧密堆积过程的示意图，索引蓝色框内的放大视图（中间），以及索引红色框中更放大的横截面视图（底部）。

（C）在溶液注入过程后,组装的质量覆盖了整个水面。

（D）在中心加入几滴表面活性剂。

（E）表面活性剂将物质（即NW、弹性体和溶剂）向外推。溶剂在室温下迅速蒸发。

（F）部分嵌入超薄弹性体基质的组装NW单层留在水面上。

图2.纳米膜的结构和机械特性。

（A到C）显示超薄纳米膜结构的显微图像。

（A）纳米膜中紧密堆积的NW的SEM图像（顶视图）。

（B）纳米膜横截面的放大SEM图像。

（C）固定在超薄弹性体层中的组装NW的高倍TEM图像。NW之间的弹性体楔形用黄色箭头标记。

（D）描述其详细结构和尺寸的纳米膜横截面示意图。

（E到G）照片显示了在250%应变（F）和500%应变（G）下原始状态（E）和拉伸状态下独立式纳米膜的高弹性。

（H到J）SEM图像（顶视图）显示纳米膜的每个状态。

（K到M）SEM图像显示了图2中纳米膜的每个状态，H到J。指出了NW（黄色）和NW下（天蓝色）之间的弹性体厚度。横截面SEM图像中的虚线显示了SEBS和处理晶片之间的界面。铂（Pt）沉积在顶部以在离子铣削过程中保护NW。

图3.图案化纳米膜在冷焊和堆叠后的电性能。

（A和B）使用光刻技术对纳米膜进行高分辨率图案化。

（A）图案化过程的示意图。

（B）具有20毫米线和空间图案的纳米膜的SEM图像。

（C和D）示意图（横截面图）和TEM图像[顶视图和横截面视图（插图）]（C）冷焊前和（D）后。

（E）冷焊后导电性增强。平行和垂直表示相对于NW方向的测量方向（n=5,平均值±SD）。

（F）施加应变下的归一化电阻。实线代表弹性基材上的纳米膜，虚线代表没有基材的自立式纳米膜。红色虚线表示基材发生机械故障的点。

（G到I）对齐堆叠两个纳米膜后的性能改进。

（G）两个堆叠纳米膜的示意图。

（H）堆叠纳米膜的电导率，取决于测量方向（n = 5）。

（I）在弹性基材上两个拉伸方向施加应变下的归一化电阻。

（J到L） 垂直堆叠后电导方向性的去除。

（J）两个堆叠纳米膜的示意图。

（K）堆叠纳米膜的电导率与单层纳米膜的电导率相比，取决于测量方向（n = 5）。

（L）在弹性基材上在不同拉伸方向上测量的外加应变下的归一化电阻。

三、论文信息