基于柔性印刷电路的动态纸媒防伪学习产品探究

为了提高儿童对防伪技术的认知水平,将复杂的防伪技术概念转化为易于理解和吸收的形式,探索并实现一种以纸媒为载体的柔性印刷电路与防伪知识相结合的动态纸媒交互方法。制备了成本低、导电性好、适用于纸基丝网印刷的碳系水性导电油墨,通过学习板、答题纸、知识卡的拼接交互动作,触发柔性印刷电路上的编码点位连通,实现在纸媒实物层面与儿童进行视觉、触觉、听觉的深度交互学习过程。该产品使纸媒与数媒相互融合在一起,共同表达防伪知识的内容并传递给受众,使知识点呈现更加准确、清晰、高效。这种动态纸媒交互方法不仅保留了纸质载体真实自然的教学体验,还通过实体操作充分发挥儿童手、眼、脑的协调作用。同时,以可视化拼接触发编码点位接通的形式让教育大数据有迹可循,进一步推动柔性印刷电路在纸媒创新方面展现出新的活力,更好地传承和发扬中华传统文化的精髓。

石墨烯导电墨水的制备及其纸基电路的导电性能

以石墨烯为导电填料,使用十二烷基磺酸钠(SDS)为调节助剂,制备了石墨烯导电墨水,在研究该墨水性能的基础上,采用划线法制备了纸基柔性电路,研究了墨水在纸基表面的状态及纸基电路的导电性能。结果表明,SDS可有效调节石墨烯导电墨水的表面张力及黏度,当SDS用量为0.2mg/mL时,石墨烯导电墨水的表面张力为39.89 mN/m,黏度为9.03 mPa·s,石墨烯方阻为179.8Ω/sq。由石墨烯导电墨水制备的纸基电路具有优异的导电性能,当导线长度L=5 cm时,其电导率为2.81×10^(2)S/m;且该纸基电路具有优异的柔性及稳定的导电性能,在经弯折180°或揉搓后其仍保持较好的导电性能,接在导电通路中仍可使二极管发亮。

石墨烯/炭黑导电油墨的制备与性能研究

采用改进Hummers法制备氧化石墨烯,并以维生素C为还原剂制备还原氧化石墨烯;然后以还原氧化石墨烯和炭黑为导电填料,以羧甲基纤维素钠为分散剂,乙醇、乙二醇、丙三醇和去离子水的混合溶液为溶剂,配制石墨烯/炭黑导电油墨。自制石墨烯/炭黑导电油墨导电笔,在相纸上直接书写线路,并对直写线路进行烧结处理。当烧结温度为100℃、烧结时间为30 min时,直写线路电阻值为0.06 MΩ。试验结果表明,石墨烯和炭黑颗粒连接致密,在烧结的墨层中能够形成导电通路。石墨烯/炭黑导电油墨直写线路具有良好的均匀性、附着力和导电性。以直写导电线路替代传统电路中的部分金属导线,可以成功组装纸基电路。该试验对实现导电油墨应用于喷墨印刷电路具有一定的参考价值。

湿度对嵌入元器件印制板绝缘材料的影响

印制板内嵌入元器件是提高电子安装密度的又一途径,但嵌入元件对印制板的绝缘性提出更高的要求。在简单介绍元器件嵌入印制板的同时,重点是以制作印制板用的纸基树脂(芳纶/环氧复合材料)等绝缘材料为试料,探讨温度和湿度对印制板绝缘材料中空间电荷行为的影响。

铅笔导线的电路特性浅析

纸基器件以其低成本、高便携性、安全环保和工艺简单等特点,逐渐成为研究的热点。本文选题来自于2020年国际青年物理学家锦标赛第十题,“Conducting Lines”。在本文中,我们设计实验方案,搭建了控制压力变量的画线实验装置,用铅笔制作了不同类型的电阻和电容型纸基器件。对铅笔画出的“导线”构建的纸基器件进行测试,并从等效电路原理出发分析,测量了相关电学参数并探究其直流和交流特性。实验结果与理论分析符合较好。本文工作提供了一种简单易行的基于纸基器件的电路特性的教学实验方法,适用于本科实验教学。