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2020-06-14 14:02 來源:??????? 責編:???

摘要:
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  使用相同的PU+h-BN介質墨水沉積不同厚度的薄膜(3、5、10、14和23μm),在厚度為10、14和23μm時,C A -1 與d -1 成比例,但較低的厚度(3μm、5μm)并不顯示線性關系,并且具有相對較小的電容值。這可能是由于K-bar涂布后油墨在ITO表面上的脫濕導致這兩個樣品的不均勻甚至不連續。這使得介電復合材料的應用范圍限制在>10μm的薄膜的情況下。


  然后,研究者進行了簡單的彎曲試驗,以驗證PU+h-BN介電薄膜的機械柔性。圖3h顯示了在繞筆彎曲10次之前和期間具有不同電容值的3個樣品。圖3i中樣品1的放大圖顯示電容值沒有明顯變化,突出了介電薄膜的機械穩定性和柔性。


  研究者還研究了不同起始材料用量下的摻入的h-BN濃度對制備的介電薄膜的光學透過率、ε r 和微觀結構均勻性的影響。1-5 mg mL -1 濃度范圍的產率顯示為60%(圖中以紅色表示)。然而,對于初始h-BN濃度較高的樣品,產率降低。這表明,要進一步提高電介質油墨中生成的h-BN濃度,需要更高的起始濃度。


  圖4:a)一組不同h-BN濃度(0-11 mg mL-1)的PU+h-BN電介質油墨的照片。b)剝離率、透光率T和εr隨h-BN濃度(0-11mg-mL-1)的變化。c)三種不同h-BN濃度(6、8、10mg mL-1)的沉積PU+h-BN薄膜的光學顯微照片。


  薄膜電介質的平均光透過T PU +h BN film (550nm處)顯示隨著h-BN濃度的增加,透明度逐漸降低。當濃度6 mg mL -1 降至≈78%,對于透明電子應用仍然可以接受。制備薄膜的ε r 值隨著h-BN濃度的增加而增大(圖4b(底部)),并在6 mg mL -1 下飽和。圖4c顯示了沉積薄膜的三個代表性光學圖像,對應于三種不同的h-BN濃度。6mg mL -1 h-BN濃度的電介質得到均勻的無針孔薄膜。另一方面,在h-BN濃度較高的薄膜中可以清楚地看到較大的缺陷以及孤立和團聚的顆粒。因此,用于制備光學透明介電薄膜的色散中h-BN的最佳濃度實際上為6 mg mL -1 h-BN,即在沉積的薄膜介電納米復合材料中約為0.7 vol%。


  此外,研究者利用配制的PU+h-BN油墨成功地制造簡單的電子電路,如低通濾波器。


  小結


  這項工作展示了h-BN增強透明柔性PU聚合物電介質在可印刷電子中的潛在應用。研究者在聚合物粘合劑和溶劑體系中通過h-BN的直接UALPE來實現簡單的油墨制劑。利用這種油墨,研究人員展示了具有高光學均勻性和透明性、單一涂布的10μm厚無針孔柔性介電薄膜的制備。加入h-BN后低頻下ε r ≈7.57,實現了ε r 的兩倍增強,10 6 則高達1.6倍,h-BN的加入不會影響基底附著力和PU聚合物基體的介電強度。研究者發現,較薄的薄膜在連續性方面存在挑戰,因此將應用范圍限制在大于10μm的介電層厚度。通過使用PU+h-BN基印刷電容器制造一階低通濾波器了演示其應用。h-BN增強型透明柔性PU電介質對于高性價比、大面積可打。╩m到cm范圍)和柔性應用(如簡單電子電路、電容式觸摸表面和電致發光元件)的方面具有吸引力。


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