成果简介
开发在水中具有高导电性和分散稳定性的石墨烯导电油墨提出了相当大的挑战。本文，哈尔滨工业大学（深圳）材料学院材料学院-张嘉恒课题组在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Facile Synthesis of Ag/Carbon Quantum Dots/Graphene Composites for Highly Conductive Water-Based Inks”的论文，研究通过首次通过AgNO3的原位光还原和银沉积到通过CQD辅助液相剥离获得的石墨烯纳米片上，首次制备了在水中具有良好分散性和稳定性的高导电Ag/碳量子点（CQDs）/石墨烯（G）复合材料。平均尺寸约为 1.88 nm 的银纳米颗粒均匀分散在石墨烯纳米片上。Ag/CQDs/G复合材料在水中表现出良好的分散性和稳定性30天。
还讨论了Ag/CQDs/G复合材料的形成机理。CQDs 在与 Ag +协调方面发挥了至关重要的作用并在可见光条件下减少。在 CQDs/G 薄膜中仅添加 1.58 wt% 的 Ag NPs 导致电阻率显著降低约 89.5%，对于 40 μm 厚的 Ag/CQDs/G 薄膜，电阻率达到 0.054 Ω cm。2.15×10–3的低电阻率Ag/CQDs/G 薄膜的 Ω cm 是在滚动压缩后实现的，压缩率为 78%。Ag/CQDs/G 薄膜在弯曲、卷曲或扭曲时表现出良好的导电性和耐久性。此外，薄膜的电阻率在 5000 次弯曲循环后显示出轻微的偏差，表明其具有出色的稳定性。本研究为制备在水中具有良好分散性和稳定性的石墨烯基导电复合材料以及用于柔性印刷电子产品的新型高性能导电油墨提供了一种有效的策略。
图文导读
图1. CQD 水溶液浓度对θ (a)、cos θ (b)、γ lg (d) 和 γ lg ·cos θ (e) 值的影响。使用各种浓度的CQD水溶液测量接触角的照片 (c)。
图2. CQDs (a)、CQDs/G (b) 和 Ag/CQDs/G 复合材料 (c,d) 的 TEM 图像。Ag/CQDs/G 复合材料的 STEM 图（e-g）。浓度为5 mg/mL的Ag/CQDs/G复合水溶液在不同天数(h)的照片。
图3. 制备样品的XRD 图案 (a) 和拉曼光谱 (b)。
图4. 使用 CQDs/G 和 Ag/CQDs/G 油墨印刷薄膜的电阻率 (a)。Ag/CQDs/G 薄膜的照片 (b)。
图5. 压延后印刷薄膜的电阻率 (a)。初始厚度为 46 μm (b) 和压缩比分别为 20 (c)、40 (d)、60 (e) 和 75 的 Ag/CQDs/G 薄膜的横截面的SEM图像（F）。压缩比为 0 (g)、20 (h)、40 (i)、60 (j) 和 75% (k) 的 Ag/CQDs/G 薄膜表面的 SEM 图像。5000 次弯曲循环 (l) 后的R / R 0比率，其中R 0是压缩前的初始阻力。
图6. 电路测试图像 (a-d)；通过丝网印刷在办公 A4 纸 (e,f) 上获得的印刷图案；带有连接到图案中的夹子的 RFID 标签 (g,h)；从 RFID 标签 (i) 检测到的信息的照片。
文献：https://doi.org/10.1021/acsami.2c06298
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