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喷墨打印技术在电子器件制造领域中具有巨大潜力，与传统的光刻和蒸发沉积方法相比，具有成本低、高通量、柔性和可定制等优势，能够直接将墨水喷射到基材上形成所需的结构，并且可以实现高分辨率和复杂的图案。在传感技术中，温度传感器可能是应用最广泛的。M. Bendahan教授团队使用MicroFab Jetlab 4按需喷墨打印系统进行喷墨打印（液滴参数如图1所示），成功地将有机银络合物墨水喷射在PI膜上，形成了银涂层和传感器结构，所制备的传感器必须在1V的偏置电压下供电，并且需要尽可能低的电流。

▲ 图1 Jetlab界面的脉冲波形。

通过调节参数，可以消除卫星液滴以达到理想液滴的发生，如图2所示，显示了喷墨打印机喷嘴的液滴形成的过程。实验样品由400Hz喷射频率进行打印，液滴速度为~4.5m/s，打印完成后加热至130℃，保持10分钟，将沉积的银纳米颗粒去除溶剂转化为导电银膜，在150℃烘箱进行第二次烧结，加热30分钟以获得高导电性结构，薄层电阻和电阻率为0.163Ω/sq和5.9μΩcm。显微结果如图3所示。

▲ 图2 Jetlab 4 DOD喷墨打印机的液滴生成。优化前的液滴喷射（a）具有尾部（拉伸）和多个不需要且经常可以消除的卫星液滴；（b）经过一半优化后的卫星液滴；稳定的液滴喷射（c）通过调整电压和压力参数来实现。

▲ 图3 PI膜上打印的银线的扫描电子显微镜图像。

在PI膜上制备的温度传感器2.85cm×2.26cm，打印的线条宽度为306μm、 平均厚度为365nm±2.8nm，线之间的间隙为60μm（见图4）。为了确定印刷传感器的线性、灵敏度和滞后性，进行了退火前后电阻的测试，退火前在环境温度下获得的电阻为2.6kΩ，随着进一步退火，传感器的电阻降低到1.9kΩ。由于该传感器用于医疗应用，因此感兴趣的范围在35到42℃，标称电阻测量值为38.5℃。表一显示了温度传感器的灵敏度和38.5°C标称电阻随时间的变化。结果表明，所制备的传感器在20°C至60°C范围内具有较高的灵敏度，能够准确地检测温度的变化。

▲ 图4 （a）设计的温度传感器和(b) 喷墨打印的银温度传感器在PI膜（Kapton）上。

▲ 图5 在环境温度下，在0和1V之间的电压下退火前后传感器温度的测量电流。

▲ 表1 温度传感器的灵敏度和38.5°C标称电阻随时间的变化。

为了观察结果随时间的变化，每隔20天进行测量电阻-温度的测试，如图6所示，标称电阻增加±50Ω，灵敏度的最大变化为0.1×10⁻³℃⁻¹，表2中总结了测量结果以及两种测量意义（温度的上升和下降顺序），结果表明需要涂层来保护打印的银图案。

▲ 图6 打印温度传感器随时间的电阻-温度变化曲线。

研究人员通过优化喷墨参数，使用MicroFab喷墨打印技术在PI膜上打印有机银络合物墨水，获得了平滑均匀的银涂层，实现了高性能的柔性温度传感器，结果表明样品在温度探测方面具有良好的灵敏度、线性和低迟滞，可用于医疗健康监测、环境监测、智能家居和智能交通等领域，但还需对传感器进行保护以提高其稳定性和性能。