《基於納米導電油墨的可彎曲射頻標籤技術及測量研究》是依託武漢理工大學，由李松擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於納米導電油墨的可彎曲射頻標籤技術及測量研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李松
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著物聯網的推廣，無線射頻識別標籤將逐步替代傳統的產品標籤和條形碼，成為標示物品唯一性的重要介質。利用納米導電油墨或導電墨水通過印刷或列印的方式,在柔性絕緣基板上形成導電線路，製備成無線射頻標籤的技術創新和使用速度，變得突飛猛進。但引入納米尺度的導電油墨，射頻標籤在柔性基板條件下，其機械、導電、射頻性能發生了極大變化。本申請項目擬結合納米技術和微機電測量技術，研究納米導電油墨的材料微觀測試，探討射頻標籤封裝過程中，導電油墨的絲網印刷和固化潤濕原理分析；研究射頻標籤彎曲時，導電油墨的導電性能變化和電阻率的改進分析，建立可彎曲射頻標籤的導電特性機制；研究可彎曲射頻標籤的射頻識別性能測量及原理分析。本項目旨在推動納米技術和微機電測量領域的套用基礎科學合作研究，有助於我國無線射頻標籤研究與國際最新研究發展同步。
結題摘要
利用納米導電油墨或導電墨水通過印刷或列印的方式，在柔性絕緣基板上形成導電線路，製備成無線射頻標籤的技術創新和使用速度，變得突飛猛進。但引入納米尺度的導電油墨，射頻標籤在柔性基板條件下，其機械、導電、射頻性能發生了極大變化。本項目通過納米技術和微機電測量領域的合作研究，開展了具有創新性的探索工作。 針對納米導電油墨材料製備，設計液相還原法，製備出溶液的納米銀導電油墨，研究材料組織結構演變和化學機理，重點解決了包裹劑分散在油墨中降低導電性能的問題，實驗測量得到，該納米銀導電油墨的最佳電阻率為2.49×10-5Ω cm-1。針對印刷製備柔性可彎曲射頻天線，通過沉積-沉澱法製備成功相應的薄膜複合物，分析界面反應和固化潤濕機理，計算納米銀顆粒自聚集和自組裝的熱動力學，探討其流動特性機制，分析其導電原理。結果證明，納米銀顆粒為單分散納米顆粒，通過印刷正交實驗，分析認為納米銀複合薄膜的導電性不僅與納米銀的尺寸，分布程度還與包裹劑和成膜的效果有關，得到最佳的導電油墨指標是納米銀的含量為50%，粘度為20000 mp/s，固化溫度/時間是80℃/2h。針對納米銅導電油墨，通過化學還原法，成功合成了納米銅粒子溶液，製備出納米銅導電油墨，重點解決了納米銅顆粒在甲苯中合成和分散，直接進行成膜反應，無需填加表面修飾劑，測量該導電油墨的電阻率是1.5×10-4Ω cm-1。 針對實驗製備的納米導電油墨材料，設計柔性電子射頻標籤，開展微機電測量研究。通過對基底材料、射頻標籤天線彎曲和人體穿戴上進行分析，提出了柔性可穿戴射頻標籤天線的設計和測量方法，對天線彎曲、天線對人體的電磁輻射進行仿真計算和理論分析研究。結果表明，射頻標籤天線彎曲角度的增大，其增益逐漸變小，且彎曲角度達到360°後三維增益方向圖扭曲。標籤天線附著在人體不同部位時遠場性能受到的影響，標籤天線由全向性變化為具有方向性，其輻射效率降低明顯。 基於納米導電油墨技術製備智慧型感測標籤，分析感測標籤外圍電路、基底和彎曲對標籤射頻性能的影響，提出了印刷電子製備柔性智慧型感測電子標籤技術。針對紡織物基底柔性射頻標籤，提出基於人體可穿戴的紡織物柔性射頻標籤設計和測試方法。
