Page 69 - 现代电子技术及应用研究

第二章 数字印刷技术

且极细的黑色粉末，粒子最细可达 10nm，且具有良好的导电性。炭黑是含碳物
质（煤、天然气、重油、燃料油等）在含氧量较低的情况下经不完全燃烧或受热
分解而产生的一种物质。JI AN 等人用乙醇、乙二醇、丙三醇、CMC 和去离子水
按一定的比例调配成溶液，再将 rGO 和炭黑作为导电填料制备了石墨烯 / 炭黑导

电油墨。油墨具有良好的稳定性、均匀性和耐酸性。他们利用喷墨印刷技术在光
滑的光相纸上制备了柔性纸基电子电路，实验结果证实，印刷电路具有良好的导
电性和机械柔性。Yu Liao 等人利用多壁碳纳米管、石墨烯、炭黑作导电填料，
水性丙烯酸树脂作为粘合剂，制备了高导电性碳基水性环保油墨（HC-CA-inks），

制备的导电墨水具有良好的导电性能和机械柔韧性，可用于制作超级电容器的电
极和基于弹性织物的柔性电路的电极。
（二）印刷电子技术在智能器件制造中的应用
印刷电子产品的最大优势是柔性化、绿色无污染、成本低。其优质特性受到

各领域研究人员的广泛关注。21 世纪初国外开始不断增加有关印刷电子的研究
项目，近年来，国内也愈发重视印刷电子相关产品的技术研发。利用印刷电子技
术制备出的智能器件，如超级电容器、太阳能电池、压力传感器、智能传感标签、
LED 显示器等，广泛地应用于各种领域，例如生物医疗、电池能源、智能包装

等热门领域。
1. 生物医疗领域——以压力传感器为例
压力感知能力是人类皮肤最基本而又最强大的特征之一。柔性有机聚合物与
可拉伸压力传感器的结合可以模拟再现人类皮肤的压力感知能力。印刷电子本身

高柔性、微体积的特性，为可拉伸压力传感器的发展提供了可行性。目前市场应
用的压力传感器主要有压阻式、电容式和压电式三类。压阻式传感器的原理是将
施加的压力转化为器件的电阻信号变化。电容式压力传感器的传感机理主要是两
极板中间的介电层在受到压力后发生一定的形变进而使得器件中的介电层所带电

荷及厚度发生变化。压电式压力传感器主要基于压电效应，利用电气元件把待测
的压力转换成电量，再进行相关测量工作。其中压阻式传感器传感原理简单、能
耗较低且组成结构简单，是医疗电子产品研发的主要研究方向。
基于压力传感器所研发出的一系列柔性穿戴式检测装备，广泛作用于人体生

理信号、生化指标的监测。压力传感器具有的高传感性能，可提高生理、生化信
号检测速度，同时基于其微型、柔性特点，使检测设备具备便携、可穿戴等优点。

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