近年来，电加热玻璃在全球市场内的需求逐年增加，大大刺激了透明电极在透明电加热玻璃领域的的应用和发展。金属网格因其具有固有电学性能好、雾度小、透光率高、与玻璃基底附着力强且制造成本低等优势成为替代ITO玻璃较为理想的透明电极，在透明电加热玻璃领域表现出广阔的应用前景。图1 ITO玻璃与典型的ITO替代材料制造成本与性能间的关系（来源：J. Mater. Chem. C, 2019, 7(5): 1087-1110）然而，无论是产业界广泛采用的丝网印刷工艺和夹丝工艺，还是学术界提出的喷墨打印、电喷印、纳米压印、光刻、激光直写及电沉积等金属网格先进制造工艺或技术均难以实现高光电性能、高附着力透明金属网格的低成本批量化制造（如汽车、飞机、舰船及重要军事设备挡风玻璃的除霜、除雾及抗冰性能要求较高）。基于以上问题，青岛理工大学的兰红波教授团队利用自主研发的电场驱动喷射沉积微纳3D打印技术，巧妙复合新发展的UV辅助微转印工艺在玻璃基底上实现了高综合性能金属网格的制造。相关成果发表在国际顶尖期刊《Advanced Materials》上，朱晓阳博士与许权硕士为共同第一作者，朱晓阳博士与兰红波教授为共同通讯作者。该复合制造工艺的基本原理是采用电场驱动喷射沉积微纳3D打印技术制造具有高分辨率、大高宽比的微模具；然后通过刮涂填充、UV辅助微转印及烧结后处理等工艺在玻璃基底上实现高分辨率、大高宽比金属网格制造（如图2、3）。对玻璃基底上附着的金属网格通电后即可实现玻璃的快速加热。图2 高性能透明电加热玻璃复合制造工艺原理图3 所制造不同图案及高宽比的金属网格SEM图像所制造的透明电加热玻璃具有非常高的综合光电性能，在保证94%透光率的前提下，金属银网格方阻可降低至0.21Ω/sq，雾度小于1%，超过目前绝大多数透明导电膜综合光电性能（如图4）；而且，该工艺制造的透明电加热玻璃具有较快的热响应速度、较好的加热均匀性、稳定性、环境适应性及非凡的附着力（如图5）。图4 透明电加热玻璃的综合光电性能图 5 透明电加热玻璃的加热及机械特性所提出的复合制造工艺充分利用了电场驱动喷射沉积微纳3D打印技术可低成本制造大面积（可达米级）、大高宽比及高分辨率微尺度模具及UV辅助微转印技术可实现大高宽比微结构转印的优势，且整个工艺过程设备要求低，成本较低。同时，由于该复合工艺对导电材料的限制较小，可通过选配高电学性能金属浆料进一步提高金属网格导电性。另外，该复合制造工艺不仅在透明电加热玻璃应用方面表现出了广阔的应用前景，在高性能大面积透明柔性及可拉伸电子、透明电磁屏蔽、太阳能电池等领域亦表现出了广阔的应用空间。图 6 电场驱动喷射沉积微纳3D打印的典型应用同时，电场驱动喷射沉积微纳3D打印作为一种全新的微纳3D打印技术，在透明电极、血管支架、组织支架、微光学透镜、柔性电子、纸基电子、大面积微模具等诸多领域展现出了巨大的应用前景（如图6）。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201902479---完---来源：高分子科学前沿声明：凡本平台注明“来源：XXX”的文/图等稿件，本平台转载出于传递更多信息及方便产业探讨之目的，并不意味着本平台赞同其观点或证实其内容的真实性，文章内容仅供参考。如有侵权，请联系我们删除。我们的微博：高分子科学前沿，欢迎和我们互动。添加主编为好友（微信号：gfzkxqy，请备注：名字-单位-职称-研究方向），邀请您加入学术圈、企业界、硕博联盟、北美、欧洲、塑料、橡塑弹性体、纤维、涂层黏合剂、油墨、凝胶、生物医用高分子、高分子合成、膜材料、石墨烯、纳米材料、表征技术、车用高分子、发泡、聚酰亚胺等一系列技术交流群。同时可以在菜单中回复“交流群”，获取群目录。添加 小编
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用微信扫码二维码分享至好友和朋友圈近日，广东石油化工学院环境催化团队的李泽胜副教授在国际权威期刊《Advanced Functional Materials》（一区Top，影响因子18.808）以”Constructing Flexible All-Solid-State Supercapacitors from 3D Nanosheets Active Bricks via 3D Manufacturing Technology: A Perspective Review”为题，发表前景展望综述。广东石油化工学院为论文第一完成单位，化学学院李泽胜副教授为论文第一通讯作者，化学工程学院李泊林博士为论文第一作者，广西师范大学李庆余教授为第二通讯作者。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202201166由于分级3D纳米片独特的几何特性和电子结构，它们表现出优异的电子迁移率、超高的比表面积和可靠的结构稳定性。因此，3D纳米片在电化学储能领域具有很大的应用前景。近年来，超级电容器以其充放电快、循环寿命长、安全稳定等优点引起了广泛关注。柔性化、小型化、智能化集成是超级电容储能器件的发展方向。新兴的3D打印技术，尤其是墨水直写模式，极大地提高了器件微结构的设计能力和控制精度。本文基于作者或其他团队前期对3D石墨烯纳米片和3D MXene纳米片的研究进展，提出利用先进的3D打印技术，利用活性3D纳米片实现柔性全固态超级电容器的设计。具有高比电容的材料。系统分析了叉指电极、多层骨架电极和纤维电极3D打印技术的设计方法以及柔性超级电容器的性能评估。本综述旨在为未来柔性全固态超级电容器的实际应用提供3D打印3D纳米片构建材料的设计、制备和性能优化的新概念和理论指导。本文提出利用先进的3D打印技术，利用具有高比电容的3D纳米片活性材料，实现柔性全固态超级电容器的设计。系统分析了叉指电极、多层骨架电极和纤维电极3D打印技术的设计方法以及柔性超级电容器的性能评估。图1：本综述的大纲插图随着个性化柔性电子产品（如柔性显示、植入式医疗、可穿戴电子设备）的兴起，对轻、薄、柔性的便携式储能设备的需求变得越来越迫切和尤为重要。作为柔性储能器件的重要组成部分，柔性超级电容器以其充放电速度快（即功率密度高）、循环寿命长、体积小、效率高、和很强的灵活性。特别是柔性全固态超级电容器可以保证在许多机械变形（弯曲、折叠、扭转、压缩或拉伸）和无数次重复变形下持续稳定的能量输出。这些优势确保了柔性全固态超级电容器是未来大多数柔性电子设备的良好且有前途的替代能源供应装置。目前，关于3D纳米片电极材料的设计和超级电容器的应用，评论层出不穷。最近，还发表了几篇关于 3D 打印技术在柔性超级电容器中应用的总结著作。这些综述分别为3D电极和柔性器件的设计提供了积极的指导意义。然而，3D纳米片材料和3D打印技术在柔性全固态超级电容器中的共同总结和展望却很少见。在这篇综述论文中，我们讨论了通过 3D 打印技术（或一些非打印技术）从 3D 纳米片（作为微电极的活性砖）构建柔性全固态超级电容器。本综述的主要内容包括：1）介绍了3D纳米片材料的基本类别和制备方法，总结了高性能电极材料的一般设计原则；2）基于针对性的设计案例，总结了3D石墨烯、3D MXene等3D纳米片的最新制备和应用进展；3）系统总结了基于3D打印技术（或其他技术）的3D纳米片多样化电极（微交叉电极、多层骨架电极、类纤维电极）的设计策略和全固态超级电容器应用；4）最后，我们还讨论了3D打印技术在基于3D纳米片的柔性全固态超级电容器的挑战和机遇。图2典型的 3D 石墨烯纳米片：A-D）树脂前体热解的 3D 石墨烯网络，E-H）氧化石墨热解的 3D 石墨烯网络，I-L）吐温前体化学活化的 3D 类石墨烯多面体，M-P ) 通过甘蔗渣前体的模板催化制备 3D 类石墨烯纳米笼。图3基于 3D 打印技术 (DIW) 的叉指电极设计：A) 采用 VN/GO 和 V 2 O 5 /GO 墨水的不对称电极，B) 采用 MXene/金属纳米线墨水的对称电极，C) 采用 MXene/碳纳米纤维墨水的对称电极, D) 具有单一 MXene 墨水的对称电极，E-G) 具有 MoS 2和 rGO 墨水的不对称电极（喷墨打印）。图4基于3D打印技术的多层骨架电极设计(DIW): (A)对称电极与氧化石墨烯墨水，(B和C)非对称电极与MXene和AC墨水，(D和E)全3D打印全碳凝胶超级电容器。图5典型的光纤电化学器件: (A)平行双纤模式，(B)扭曲双纤模式，(C-E)双层同轴光纤模式; 典型的3d打印光纤超级电容器:(F和G)多层同轴光纤超级电容器，(H)方截面光纤超级电容器。总结：在超级电容器领域，各种 3D 纳米片构建材料（包括 3D 纳米片粉末、3D 纳米片薄膜和 3D 纳米片气凝胶）已被广泛设计和制备，以提高电化学储能效率。在 3D 纳米片材料（如 3D 石墨烯和 3D MXene 纳米片）的制备中，模板法是最广泛的制备方法，包括固体球形模板（二氧化硅球和聚合物球）和原位模板（自发冰或定向冰晶）。3D打印技术（如DIW）可以实现不同尺寸的多孔电极（如叉指电极、多层骨架电极、纤维电极）的有效设计，其中，多孔电极中离子和电荷转移效率的显着提高有效地提高了电容器在高负载下的倍率性能。3D 打印技术在利用 3D 纳米片构建的电极材料设计柔性固态超级电容器方面显示出广阔的前景。此外，3D打印技术为引入电极设计等赝电容活性材料、精确调控其负载量和空间分布提供了极大便利，为开发具有超高能量密度的非对称超级电容器材料提供了新途径。在这篇综述论文中，为了进一步提高全固态超级电容器的实际器件能量密度，我们提出构建可压缩气凝胶电极（即多孔骨架木桩电极），通过 3D 制造技术（3D 打印技术或其他技术），由高电容 3D 纳米片活性砖（例如，3D 石墨烯、3D MXene 或其他金属 3D 纳米片）制成的紧凑型叉指电极、可穿戴纤维电极和柔性薄膜电极粉末）。目前，3D 打印技术已经从一些 3D 纳米片粉末材料（例如，MXene 和 MoS2 3D 纳米片粉末）用于全固态柔性或微型超级电容器。同时，通过超高比表面积“3-D 活化石墨烯纳米片”3D 打印电极设计柔性全固态超级电容器似乎更可取和有吸引力。此外，我们还提出了不对称水性全固态柔性超级电容器和非水性全固态柔性超级电容器的有前景的设计，以实现更高的电压窗口和更高的能量密度。*感谢论文作者团队对本文的大力支持。本文来自微信公众号“材料科学与工程”。欢迎转载请联系，未经许可谢绝转载至其他网站。特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.相关推荐热点推荐
2023-11-14 17:04:49
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2022-09-26 09:42
来源:
摩方精密发布于：广东省
为展示微纳技术科技创新成果，揭示微纳米技术在航空航天、生物医疗、能源技术、通信工具及人类生活的各个场景中的应用，提高民众对微米纳米技术的认知，中国微米纳米技术学会举办的“微米纳米技术科普讲座”第七期讲座将由摩方精密的彭瑛博士主讲。
讲座题目：
面投影微立体光刻3D打印技术及其应用
讲座时间：
2022年9月29日15:00-16:00
腾讯会议：
996 237 011“蔻享学术”与学会微信“视频号”同步直播。
讲座内容当前，航空航天、新能源汽车、高端精密设备制造、手术机器人、植入（介入）式器械、人工器官等不断的发展，增材制造技术（又称3D打印技术）已经让人们越来越意识到精密加工技术带来的益处。而作为3D打印里的一项创新颠覆性技术，面投影微立体光刻（PμSL 3D打印技术），它到底是什么样的技术呢？它到底能怎么帮企业带来创收？怎么帮科研团队收获成果？本次讲座将重点分享这项技术及其应用。
彭瑛博士 简介
彭瑛，深圳摩方新材科技有限公司技术经理，博士毕业于法国特鲁瓦技术大学材料力学、光学与纳米科技专业。攻读博士期间致力于使用3D打印制备功能材料掺杂的微纳结构，熟知相关的制备工艺与应用。硕士毕业于中国地质大学（北京）材料工程专业，硕士研究期间致力于纳米增强增韧的金属陶瓷的制备。在微纳加工制备领域，有较长时间的研究经验。
讲座主题
面投影微立体光刻3D打印技术及其应用
活动时间
2022年9月29日15:00—16:00
主 讲 人
彭瑛
主 持 人
邢羽翔
主 办 方
中国微米纳米技术学会
活动方式
线上直播返回搜狐，查看更多
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