成果简介
银纳米线（AgNWs）因其卓越的光电特性和机械柔韧性，已成为柔性光电器件中最有前途的导电材料。人们普遍认为，AgNW 网络的实际应用面临着各种挑战，如表面粗糙度高、基底附着力差和稳定性有限等。用石墨烯封装 AgNW 网络已被认为是解决这些问题的可行策略。然而，自组装还原氧化法或化学气相沉积法等传统方法往往会产生具有固有缺陷的石墨烯保护层。本文，哈尔滨工业大学赵九蓬 教授/张雷鹏 副教授/李爻 助理教授等在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为”Capillary Force-Induced Graphene Spontaneous Transfer and Encapsulation of Silver Nanowires for Highly-Stable Transparent Electrodes“的论文，研究提出了一种新颖的一步热压法（含乙醇溶液），它将 rGO 薄膜的自发转移和封装过程结合到 AgNWs 网络表面，从而制备出柔性 rGO/AgNWs/PET（还原氧化石墨烯/银 NWs/聚对苯二甲酸乙二醇酯）电极。
这种复合电极具有出色的光电特性（T≈88%，R≈6Ω sq-1），表面光滑，这主要归功于乙醇蒸发产生的毛细力，确保了 rGO 在原始基底上分层过程的完整性。毛细力同时促进了rGO和AgNWs的紧密封装以及 AgNWs 结点的焊接，从而提高了电极的机械稳定性（20,000 次弯曲循环和 100 次绑带试验）、热稳定性（约30 °C、约25% 湿度条件下 150 天）和环境适应性（100 天的化学侵蚀）。该电极在柔性电致变色装置中具有出色的柔韧性和循环稳定性（经过 5000 次弯曲循环和 12000 秒的长期循环后，仍能保持 95% 和 98% 的亮度），验证了其实用性。
图文导读
方案 1.柔性rGO/AgNWs/PET电极的制备示意图
图1.GO/PE 的 TEM 图像 （a） 和 AFM 图像 （b）。rGO/PE 的 SEM 图像 （c）。GO/PE 和 rGO/PE 薄膜的 XRD 图谱 （d）、FT-IR 光谱 （e） 和拉曼光谱 （f）。AgNWs/PET薄膜的SEM图像（g，h）和AFM图像（i）。
图2.rGO/AgNWs/PET电极的XRD图谱（a）。4-rGO/AgNWs/PET 和 8-rGO/AgNWs/PET 电极的 SEM 图像 （b、d） 和 AFM 图像 （c、e）。毛细管力诱导rGO/AgNWs/PET紧密包封的机理示意图和毛细管相互作用的机理（f）。乙醇挥发过程的密度泛函理论（DFT）计算（g，h）。
图3.不同浓度的rGO涂层对rGO/AgNWs/PET电极性能的影响
图4.弯曲试验下的相对阻力变化，弯曲次数为20,000次（a）;100次循环的编带测试下的相对电阻变化（b）;在 150 天的长期稳定性测试 （c） 和 Ag 3d XPS （d） 期间观察到的相对电阻变化：AgNWs/PET （1）、4-rGO/AgNWs/PET （2） 和 8-rGO/AgNWs/PET 电极 （3）。
图5.Schematic diagram for fabrication processes is the flexible EC device fabrication process (a). Transmittance spectra for the bleaching and coloring states (b); bleaching and coloring time (c) and photograph for coloring, bleaching, and bending states (d) of the WO3/rGO/AgNWs/PET electrodes. EC switching before and after bending tests (e) of the WO3/AgNWs/PET and the WO3/rGO/AgNWs/PET electrodes. EC switching for 12,000 s of the WO3/rGO/AgNWs/PET electrodes (f).
图6. 基于 WO3/rGO/AgNWs/PET 的导电率器件在漂白和着色状态下的透射光谱和数码照片（a）；导电率器件弯曲测试前后的导电率切换（b）；导电率器件在健康监测应用中的照片（c）。
小结
总之，我们采用一步热压法，将rGO薄膜的自发转移和封装过程结合到 AgNWs 网络表面，成功开发出了一种具有高稳定性的柔性透明电极。利用溶剂蒸发产生的毛细管力和还原过程中去除 rGO 薄膜中的含氧基团，rGO薄膜可以自发地脱离 PE 基底并转移到 AgNWs 网络表面，从而增强了rGO薄膜与 AgNWs 的接触。同时，毛细管力促进了银纳米线的融合，并降低了银纳米线的结电阻。由此制成的rGO/AgNWs/PET电极具有更高的导电性、出色的机械柔韧性和环境稳定性。当集成到电子导电体电极中时，电子导电体电极表现出卓越的循环耐久性（12,000秒长期循环）和机械稳定性（5000次弯曲循环）。这种方法简便、成本效益高且可扩展，非常适合制备石墨烯封装电极，为高性能光电器件提供了巨大潜力。
文献：https://doi.org/10.1021/acsami.4c06315
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