功能油墨及柔性电子器件的印刷制造关键技术及应用

项目团队在印刷制造领域有多年的研究基础，形成“基础研究-关键技术-应用突破”的全链条研究方式，构建了印刷电子低成本制造技术及应用集成模式，发展了系列先进防伪功能油墨、高性能导电油墨和活性储能功能油墨，并实现了其在光学防伪、智能服装以及智能包装等领域的应用推广。

一、项目分类

关键核心技术突破

二、技术分析

项目团队在印刷制造领域有多年的研究基础，形成“基础研究-关键技术-应用突破”的全链条研究方式，构建了印刷电子低成本制造技术及应用集成模式，发展了系列先进防伪功能油墨、高性能导电油墨和活性储能功能油墨，并实现了其在光学防伪、智能服装以及智能包装等领域的应用推广，成果达到国际领先水平。发表SCI论文80余篇，出版专著4部，授权专利23项（发明专利20项）。本成果的关键技术与创新点主要体现在四个方面：

（1）基于上/下转换多模式光学功能油墨化策略，发展了新型长效功能防伪油墨，将传统的单一颜色印刷光学防伪图案升级为全彩色防伪图像，在国际上率先实现了特定波长防伪和机密印刷图文信息隐藏与编码。实现了一系列包括近红外激发的多色可见上转换发光防伪功能油墨、紫外光激发多色下转换发光防伪油墨以及兼具上/下转换发光特性的防伪功能油墨的配制，能够满足多种印刷方式（丝网印刷、喷墨印刷以及R2R印刷），在多种包装基底材料上（PET、纸张、织物等）具有良好的印刷效果和防伪应用。

（2）创新的采用同时从电极结构内部和功能油墨外部优化的双重策略，利用大面积丝网印刷技术实现了柔性超级电容器的全印刷工艺制备，率先揭示了印刷工艺对器件性能影响的关键决定机制和内在工作机理。实现了多种高性能储能材料，如金属氧化物，导电聚合物，MOF类功能材料及其复合材料的制备与油墨化处理，所制备的印刷柔性超级电容器的比电容可达到16.8 mF cm-2（0.1 mA cm-2），同时具有长的循环稳定性（＞5000次），优异的能量密度和功率密度（0.5 mW cm-2）。本项目提出的印刷电子技术代表了超级电容器制造业的一种范式转变，它为柔性超级电容器提供了一系列简单、低成本、省时、多功能和环保的制造技术，在未来电子产品中具有巨大的应用潜力。

（3）发展了系列功能传感油墨，实现了高度灵敏和循环稳定的柔性传感器的全印刷制造，揭示了功能导电油墨组分与配比对传感性能的影响规律以及印刷柔性传感器的传感机理，系统评估了印刷柔性传感器的传感性能，所制备的印刷传感器的应力传感范围可达到155%，最大灵敏度为6.3×104，最快响应速度可达到18 ms，循环稳定性＞1000次，并且成功应用于运动、健康监测和智能包装中。

（4）完善了全印刷制造相关理论，解决了印刷制造薄膜类电子器件结构精度低共性问题，利用多种印刷技术实现了高性能柔性/可拉伸电极和柔性加热器件的图案化制造，研究并揭示了其运行工作机理，实现了部分印刷电子器件的集成与成果转化。