随着印刷电子技术的兴起,电导率强、稳定性高的纳米银导电油墨成为生产制造的核心材料,适应轻量化、柔性化、大面积的生产工艺流程。然而,银材料昂贵的价格限制了其实际应用领域,因而有必要开发导电性能相似且成本的替代材料。本研究首先采用溶剂法合成纳米铜颗粒,以其为核心在表面包覆纳米银层制备Ag@Cu核壳结构,在确保导电性和稳定性的基础上减少纳米银用量,从而达到降低成本的目的,然后采用丝网印刷的方式印制导电薄膜和近场通信(NFC)天线。采用丙三醇/水二元溶剂法制备纳米铜颗粒。以CuCl2·2H2O为铜源,抗坏血酸(Vc)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,90℃下在较短时间内(4h)进行反应。研究发现,通过控制丙三醇/水溶剂体积比可改变纳米铜的粒径及分散性。在丙三醇/水体积比3:2、抗坏血酸浓度0.004 mol/L、PVP浓度0.006 mol/L的条件下,纳米铜的形貌最好,粒径范围为80±10 nm。若进一步通过柠檬酸或油酸进行超声包覆,可有效提高其热稳定性。以优化条件下制备的纳米铜颗粒为核,采用液相化学还原法制备纳米铜-银核壳结构。具体以AgNO3为银源,葡萄糖为还原剂,氨水为络合剂,乙二胺调节反应体系pH值,在60℃下进行水浴反应40 min。通过对产物进行表观色泽、松装密度、X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、EDX能谱分析、粒径分布和热重分析发现,当Cu:AgNO3 摩尔比为 4:3、C6H12O6:AgNO3摩尔比 8:3、PVP:AgNO3 摩尔比2:1、乙二胺调节B液pH范围9.5-10时,所得核壳结构粒径均一,包覆效果较好,且在不高于400℃的温度条件下能够保持良好的热稳定性。基于上述研究结果,以优选的铜-银核壳结构为导电填料,制备导电浆料并丝网印刷导电薄膜和NFC天线。以铜版纸为基材,将导电浆料(Ag@Cu 35%、树脂体系35%、去离子水30%)通过丝网印刷的方式印制30 mm×40 mm导电薄膜,然后在180℃下烧结1 min,检测其方阻值为0.78 Ω/sq,90次3M胶带抗撕拉测试中表现出稳定的电阻值。在5 cm线长条件下,导电薄膜在线宽不小于0.6 mm时,导电薄膜两端可以连通;当线宽大于0.4 mm时,随着线长从5 cm减小至1.5 cm,导电薄膜电阻值呈线性下降。以2 mol/L NaOH溶液改性的聚酰亚胺为基材,丝网印刷30mm×40mm导电薄膜,其在1000次弯折测试、60次3M胶带测试中表现出0.8Ω/sq稳定的电阻值。制备的“SUST”异形导电电极接入电路测试30 min,在无应变、横向180°弯曲和纵向180°弯曲条件下均表现出稳定的电学稳定性。再者,用导电浆料(Ag@Cu 45%,树脂体系45%,去离子水10%)印制的NFC天线组装芯片能够在1s内完成响应,成功率大于90%。