近年来，柔性透明电极在许多可穿戴光电器件中引起了极大的关注。可折叠透明电极具有光学透明性，低电阻和高水平的极端弯曲韧性，且不会显著降低其电性能。通常，电阻率和光学透射率遵循相反的趋势。因此，实现电阻率和光学透射率之间的最佳平衡，以获得高导电透明电极是一大挑战。传统上，商业氧化铟锡（ITO）电极已广泛用于透明导电光电器件。然而，在柔性电子应用中仍然存在一些缺点，例如铟的稀缺性，制造加工的高成本以及它们的机械脆性，这促使研究替代材料以替代下一代的ITO电极-光电柔性器件。到目前为止，几种有前途的柔性透明电极材料，如导电聚合物、碳纳米管（CNT）、石墨烯、金属纳米线、金属纳米网络及其杂化材料，被用于制造具有低电阻和高柔韧性的高透明和柔性电极。然而，用作柔性基材的大多数透明薄膜是聚合物基薄膜，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN），它们不是极易折叠的，因此受限于最终的折叠条件，例如，弯曲半径为1毫米。银纳米线（AgNWs）是最有前途的透明导电电极材料之一，因为它们具有低电阻，良好的光学透明性和高机械柔韧性。分散在溶剂中的AgNW可以使用简单的溶液涂布技术沉积在较大面积的柔性基材上。

另一方面，液晶显示器（LCD）广泛用于显示器市场，然而，它们在实现柔性LCD方面存在固有的困难，因为液晶是流体材料并且在外部压力下难以在两个脆性ITO电极之间保持液晶层、弯曲变形和机械冲击。然而，聚合物和液晶的混合物，例如聚合物分散液晶（PDLC）和光学各向同性液晶（OILC），可以克服这些缺点，因为在聚合物基质中嵌入了LC液滴，因此应用柔性LC装置。最近，PDLC被用于可切换的电子设备应用，例如显示器，智能窗口，微透镜，数据存储器和传感器，然而，它仍然具有一些应用方面的限制。

作为纤维基透明基材的醋酸纤维素（NF-r-CA）纳米纤维膜用于开发具有优异耐久性和极易折叠性的高透明电极，其中，AgNWs使NF-r-CA膜的机械性能得到极大改善。此外，NF-r-CA透明薄膜比初纺尼龙6纳米纤维膜具有更光滑的表面形貌（RRMS~27nm）。AgNWs浓度为0.025wt％和静电纺丝时间为45min制备的NF45-r-CA电极是高度透明的（~90％），具有较低的薄层电阻（~24Ω平方-1）和较高的机械强度（59.7MPa）。NF45-r-CA电极的薄层电阻几乎保持不变，即使经过10,000次循环（弯曲半径~1mm）的反复弯曲试验后，变化率也小于0.01％，而ITO电极的薄层电阻逐渐增加，最终在大约270个周期没有电信号。此外，高度透明的NF45-r-CA电极成功构建可折叠的聚合物分散液晶薄膜，在极端弯曲半径为1.5mm的500次循环的弯曲试验后表现出优异的稳定性。相关研究成果发表于：Scientific Reports，2018，8, 11517

图1 高度透明的纳米纤维电极的制造过程示意图。（a）高度透明的纳米纤维电极的制备工艺步骤。纯CA膜和不同纳米纤维含量NF-r-CA膜（NF15-r-CA，NF30-r-CA和NF45-r-CA膜）的应力-应变曲线（b）和光学透射率（c） 。

图2 初纺尼龙6纳米纤维膜、NF45-r-CA膜和AgNWs涂覆的透明NF45-r-CA电极的FE-SEM（a-c）和AFM（d-f）图像。 （g-i）不同AgNW浓度的NF45-r-CA透明电极的表面形貌（g：0.025％，h：0.05％，i：0.1％）和光学透射率（j）。（k）ITO和NF45-r-CA电极的弯曲半径的函数于薄层电阻的相对变化。（l）NF45-r-CA电极的重复弯曲试验，在极端弯曲半径为1mm的情况下进行10,000次循环。

图3 基于ITO和NF45-r-CA电极的PDLC薄膜的比较。（a）基于NF45-r-CA的PDLC膜的不透明和透明状态的示意图。（b）NF45-r-CA PDLC薄膜在Voff（施加电压~0Vrms）和Von（施加电压~24.24Vrms）下卷起的照片。（c）在Voff和Von处的ITO和NF-r-CA PDLC的PDLC膜的POM图像。（d-e）ITO（d）和NF45-r-CA电极在极端弯曲半径为1.5mm的反复弯曲试验前后对比图（e）制备的可折叠PDLC膜的V-T曲线。（f）在重复弯曲试验（50,100,200,300,400和500次循环）后，在施加电压（24.24Vrms）下ITO和NF-r-CA PDLC基PDLC膜的相对透射率变化。

论文题目：

Extremely Foldable and Highly Transparent Nanofiber-Based Electrodes for Liquid Crystal Smart Devices

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41598-018-29940-3