现代电子印刷大多基于数字化信息的控制,诸如通过喷墨打印机在不同基底上准确精细地打印各种功能材料以实现各种应用。这其中,纳米金属材料凭借其良好的导电性和延展性受到了广泛关注。喷墨打印技术具有环保、低成本、工艺简单等优点,在有机发光二极管、太阳能电池、柔性电子器件及射频识别等领域具有广阔的应用前景。本文通过对Fujifilm Dimatix公司生产的喷墨打印机DMP-3000的机器构造和工作方式的研究来配制导电墨水以实现在柔性基底上精准打印导电线路。其中导电墨水的主体材料为纳米金属颗粒,采用超声辅助水浴法、油浴法等方法制备了纳米银颗粒(Ag NPs)、纳米铜颗粒(Cu NPs)及纳米银包覆铜颗粒(Cu@Ag NPs),对制备的材料进行了一系列相关的表征和测试。后续配制成导电墨水进行喷墨打印,对线路的电性能等进行研究。具体内容如下:(1)Ag NPs导电墨水喷墨打印线路性能的研究本文以聚丙烯酸作包覆剂,通过水浴法利用三乙醇胺还原硝酸银制备Ag NPs,该方法在宏量制备时也可以获得粒径20 nm左右的球形颗粒,在喷墨性能方面也较为优异。此外通过超声辅助水浴法,利用葛根植物提取物制备Ag NPs,对产物离心洗涤并进行过滤,然后将其配制成导电墨水后打印在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底上。制备的Ag NPs粒径在25nm左右,均一单分散性好,在配制成墨水后能够较好地附着在基底上,热烧结后电阻率为6.3μΩ·cm。(2)Cu NPs导电墨水喷墨打印线路性能的研究本文通过油浴法制备Cu NPs,实验所选的包覆剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。实验表明,选取四种平均分子量不同的PVP作包覆剂时,制备的Cu NPs粒径会随PVP平均分子量的增大而减小。以1:3的体积配比配制双尺寸颗粒导电墨水,将小粒径的Cu NPs有效地填充在大粒径的Cu NPs的间隙之中,提高导电线路的填充密度从而使导电性能得到提升,电阻率最低为20.8μΩ·cm。(3)Cu@Ag NPs导电墨水喷墨打印线路性能的研究Cu@Ag NPs主要通过油浴法分两步制备,醇热法先制备出Cu NPs,随后将Ag包覆在Cu NPs表面形成核壳结构。核壳结构的构建有效地发挥了两种材料的优势,Cu核大幅降低了电迁移的可能性和打印成本,Ag壳起到钝化层的作用避免Cu核的氧化。Cu@Ag NPs配制的导电墨水打印在PET基底上的线路在热烧结后的电阻率为9.8μΩ·cm。