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可穿戴设备的发展不断推动着柔性电子工艺的进步。在柔性电子工艺中,印刷电子学是实现其工业化生产的关键,而这其中导电油墨的制备和印刷工艺设备决定了柔性电子最终的性能。传统印刷导电油墨分为碳系导电油墨、有机高分子导电油墨和金属导电油墨。金属导体油墨制备柔性电子往往需要刻蚀或高温烧结等步骤,制备工艺复杂。高分子导电油墨制备工艺相对简单,可印刷性更好,但是所制备器件的电气性能较差。而液态金属拥有良好的电导性与可加工性,结合了二者的优点,因此被越来越多地应用到柔性电子领域。常用的液态金属是镓基合金,但是其表面张力大,对材料浸润能力差,往往需要进行油墨化处理来提高其可印刷性。油墨化的液态金属和高分子材料结合制备金属-高分子复合物导体(Metal-polymer conductor,MPC),以此实现柔性可穿戴设备。本课题对平面型基材和纤维型基材分别建立了两种MPC体系,通过考察两种MPC体系的工艺参数,分别提出了平面型MPC和纤维型MPC的一个可穿戴应用设计。在不同基材上制备MPC的过程中,我们分别选用了2种油墨化方法(制备液态金属微粒悬浮液和氧化法),以及2种加工工艺(丝网印刷和浸涂法),分别探究了油墨制备和印刷基底材料对MPC电气性能的影响,并通过扫描电子显微镜成像、阻值测量、接触角测量、应力应变等方法进行表征。制备平面型MPC,我们选择聚吡咯烷酮(Polyvinyl pyrrolidone,PVP)溶液作为镓铟合金(Eutectic Gallium-Indium,EGa In)的分散剂,通过超声处理制备EGa In-PVP油墨。丝网印刷EGa In-PVP油墨使其图案化,干燥处理后,通过机械应力“烧结”油墨获得MPC。结果显示,2.67 g/ml的EGa In在5 wt%PVP溶液中超声90 s时,所制备的油墨有较好均一性和稳定性,且印刷所得MPC有更好的电学表现。该条件下,EGa In-PVP油墨颗粒平均粒径为0.78μm,在聚氨酯柔性基底上能实现很好的印刷效果,印刷电路精度达到100μm。我们在表面平整化修饰的聚氨酯纤维表面浸涂一层EGa In,并随后封装一层硅胶实现纤维型MPC制备。结果显示,选用2.8 cm/min的浸涂速度浸涂2次以上能使MPC获得良好的电学性能,并实现200%的拉伸应变和600次的拉伸循环。针对以上的工艺参数探究,我们分别设计了基于平面MPC的乳酸燃料电池和基于纤维MPC的发光织物。该电池具有良好的弯折性能和一定的拉伸性能,在20 m M的乳酸溶液体系下实现了60 m V的电势输出。而该发光织物能够在工作条件下实行一定的弯折和拉伸。本课题最终的目标是通过对这些工艺条件的探索,能够真正实现这两款可穿戴设备的制备,并且实现其工业化生产。