高性能柔性、透明电极的开发极大地推动了柔性触摸屏、电子皮肤、可折叠/拉伸显示器等柔性光电器件的快速发展。柔性电子器件在变形（拉伸）状态下需要维持其良好的导电性能。诸多的柔性导电材料被相继应用开发，其中银纳米线（Ag NW）基于其卓越的光学和电学性能被广泛用于柔性电子器件的构筑。但是，目前银纳米线基高柔性、透明电极的大面积制备仍面临着诸多技术瓶颈。

近日，韩国科学技术研究所（KIST）Sang-Soo Lee博士和Jeong Gon Son博士研究团队利用软硬复合膜/基体系表面失稳（表面起皱）技术，简便实现了具有高可拉伸性能透明Ag NW电极的大面积制备。区别于传统的膜/基体系表面起皱技术，研究团队采用不同溶剂辅助的策略进行膜/基体系表面起皱过程中材质模量、界面相互作用的可控调控，有效的避免了传统表面起皱技术大应变作用下的表层硬层材料脱层等缺陷。

1D Ag NW基柔性电极制备过程示意图。图片来源：Adv. Funct. Mater.

研究者在厚度约150 µm的50%预拉伸形变柔性基底（聚二甲基硅氧烷，PDMS）上沉积1D Ag NW导电层构筑Ag NW/PDMS双层软硬复合膜/基体系，由于表层Ag NW (E≈86 GPa)与PDMS (E≈2 MPa) 基底显著的模量差异，传统的预拉伸/回缩机械诱导起皱得到的柔性电极表面多存在诸多裂纹形貌。而采用PVP包覆Ag NW体系，同时在回缩过程中引入溶剂调控表层PVP-Ag NW模量，能够实现膜/基体系表面褶皱形貌的可控调控。参照PVP在不同溶剂中的溶解性，研究人员系统考察了全氟萘烷、水、乙酸乙酯、丙酮、乙醇等溶剂对Ag NW/PDMS膜/基体系机械诱导起皱的影响。

不同溶剂辅助对膜/基体系表面褶皱形貌的影响。图片来源：Adv. Funct. Mater.

研究表明，强疏水性的全氟萘烷对体系所得表面褶皱形貌无明显影响；疏水性乙酸乙酯诱导使得Ag NW/PDMS褶皱形貌中形成横向折叠和垂直向裂纹结构；丙酮的快速挥发性则使得体系表面形成孔洞缺陷结构；乙醇诱导过程中PVP存在局部溶胀，使得最终体系表面褶皱形貌也存在少量裂纹结构；而水作为溶剂时，充分溶胀的PVP-Ag NW层模量实现有效调控，机械诱导过程中所形成褶皱具有良好的重排能力，最终得到结构均一、无缺陷的表面褶皱形貌。

溶剂体系对Ag NW/PDMS体系起皱行为的影响。图片来源：Adv. Funct. Mater.

与传统Ag NW相比，机械诱导起皱的Ag NW体系透明度由于密度增加透明度略有降低；但水辅助起皱的Ag NW体系在550 nm处透光率仍达91.8%，而无水溶剂辅助起皱的Ag NW体系则存在明显的光散射、透明度较低。在拉伸导电性能测试方面，在≤50%的应变情况下水辅助起皱Ag NW/PDMS体系展现出更为优异的拉伸/回缩（5000次）循环性能稳定性和更小的电阻变化。

Ag NW/PDMS起皱体系可拉伸性能测试及大面积制备展示。图片来源：Adv. Funct. Mater.

基于水辅助机械诱导起皱技术，研究团队借助喷涂技术简便实现了面积达25 cm × 20 cm尺寸高透明（550 nm，93.77%）Ag NW电极的制备；所制备柔性电极表面电阻为75.3 ohm sq^-1。将上述大面积柔性电极用于构筑交流驱动电致发光器件（ACEL）透明显示屏（10 × 10 cm）；在拉伸、扭曲、卷动等机械形变测试中，ACEL器件均呈现均一、强度稳定的深蓝色发光；同时，5000余次的循环拉伸测试后ACEL器件的发光亮度仍维持在90%以上。此外，该表面起皱柔性电极构筑策略与其他纳米线沉积技术具有良好的兼容性，可结合喷涂、浇铸等技术基于卷对卷实现柔性透明电极的大规模工业制备。

Ag NW/PDMS柔性电极构筑ACEL器件及其性能测试。图片来源：Adv. Funct. Mater.

总结

传统的表面起皱技术，多由于表层功能膜与弹性基底显著的物性差异，很难适用于大应变诱导条件下柔性电极的制备。该工作中作者借助不同溶剂辅助实现机械诱导起皱过程中材料体系模量和界面作用的可控调控，有效避免了传统表面起皱技术应用过程中材料存在裂纹、脱层等缺陷的技术瓶颈问题。该研究成果中对柔性电极表面起皱制备技术的优化提升策略，无疑将极大地推进表面起皱技术在其他领域的进一步拓展应用。

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Buckling Instability Control of 1D Nanowire Networks for a Large-Area Stretchable and Transparent Electrode

Byoung Soo Kim, Hyowon Kwon, Hyun Jeong Kwon, Jun Beom Pyo, Jinwoo Oh, Soo Yeong Hong, Jong Hyuk Park, Kookheon Char, Jeong Sook Ha, Jeong Gon Son, Sang-Soo Lee

Adv. Funct. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adfm.201910214