钙钛矿和喷墨打印印花织物上的电路

可以通过涉及钙钛矿和喷墨印刷工艺的方法更有效地制造用于输送药物或监控伤口的医用织物。

钙钛矿结构

俄勒冈州立大学研究人员的突破将使电路可以在较低的处理温度下精确地直接应用到布料上。包括罗格斯大学研究人员在内的团队认为，他们的解决方案为长期解决性能与制造成本之间的折衷提供了一种潜在的解决方案。研究成果发表在 Advanced Functional Materials杂志.

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"在将传感器，显示器，电源和逻辑电路集成到各种织物中以创建可穿戴的电子纺织品方面已经付出了很多努力，"俄勒冈州化学工程教授张志宏说。"一个障碍是，在具有多孔且不均匀表面的布料上制造刚性设备既繁琐又昂贵，需要大量的热量和能量，并且难以扩大规模。"首先，将设备放置在固体上，然后再将固体基材放置在织物上，也是有问题的它限制了织物的柔韧性和耐磨性，还可能需要对织物制造过程本身进行繁琐的更改。"

Chang和OSU工程学院以及罗格斯大学的合作者通过基于二元金属碘化物盐的稳定，可印刷的油墨，解决了这些挑战，该油墨可热转化为铯，锡和碘的致密化合物。所得的Cs2SnI6薄膜具有使其成为钙钛矿的晶体结构。具有基于金属和卤素的钙钛矿结构的材料是半导体，半导体是大多数电路的基本组成部分。

得益于钙钛矿薄膜，Chang的团队能够在低至120 o C的温度下将负温度系数热敏电阻直接喷墨打印到机织聚酯上。

热敏电阻是一种称为电阻器的电气组件，它控制进入电路的电流量。热敏电阻是电阻，其电阻取决于温度，这项研究涉及负温度系数（NTC）热敏电阻，它们的电阻随温度升高而减小。

Chang说："在标准电阻器中，由于热引起的电阻变化通常不是一件好事，但这种效果在许多温度检测电路中可能有用。"" NTC热敏电阻几乎可用于温度起作用的任何类型的设备。即使很小的温度变化也可能导致其电阻发生较大变化，这使其成为精确温度测量和控制的理想选择。"

Chang说，这项研究包括OSU工程学院的Shuhu Li和Alex Kosek以及罗格斯大学的Mohammad Naim Jahangir和Rajiv Malhotra，该研究表明，可以在目前制造商使用的一半温度下，在织物上直接制造高性能NTC热敏电阻。

他说："除了需要更多的能量外，更高的温度还会与许多织物产生相容性问题。""我们墨水的简单性，工艺的可扩展性和热敏电阻性能对于可穿戴电子纺织品的未来都是充满希望的。"

创新成果：

开发了一种新颖的低温途径，用于钙钛矿Cs 2 SnI 6的喷墨印刷，以创建可穿戴的负温度系数热敏电阻，在热敏织物上具有前所未有的性能。通过使用二元金属碘化物盐生成稳定且可打印的墨水，可实现120C的低处理温度，该墨水在打印后会热转变为致密的Cs 2 SnI 6晶体。该方法通过实现无损制造具有商业可比性能的设备，打破了折衷方案，而折衷方案阻碍了可穿戴式织物热敏电阻的使用，从而证明了其在多功能纺织品及其他领域的重要应用。

关于OSU工程学院：

OSU工程学院是美国规模最大，生产力最高的工程专业之一。自2010年以来，该学院通过强调解决全球问题的高度协作研究，将其研究奖金额增加了一倍以上，达到5680万美元。它是标志性研究领域的领导者，这些领域包括精密健康，清洁能源，弹性基础设施和先进制造；以及有针对性的战略领域，包括机器人技术，材料研究和清洁水。

参考论文：Inkjet Printing of Perovskites for Breaking PerformanceTemperature Tradeoffs in FabricBased Thermistors.