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在人类进入电子信息时代以来,科技发展的速度一直超出人们的想象。电子科学技术的发展在过去二十年内为人们的生产和生活带来了翻天覆地的变化。然而,随着人们对移动便携式设备的依赖不断增加,对新型可穿戴电子产品的期望不断提高,建立在硅基材料上的刚性电子工业遇到了前所未有的挑战。传统硅基刚性电子产品中几乎所有的电子元件都是刚性的,可以预见,这类刚性电子设备在未来将越来越难以胜任人们的工作和生活需求。此时,被认为是下一代电子工业基础的柔性电子学备受关注。相比于传统硅基或导电氧化物基刚性电子,柔性电子展现出独特的力学柔性、轻质性以及便携性。为了构筑高性能柔性电子器件,科学家设计并制备了各种柔性纳米结构。其中,一维金属银因其固有的力学柔性、较大的比表面积、二向限域结构以及独特的光电特性而引起了广泛的关注。时至今日,虽然一维金属银的制备方法层出不穷,但真正高效率、高质量且有望工业化应用的生产手段仍显匮乏。本研究立足于开发具有工业生产潜力和大规模应用前景的新型制备工艺以实现高质量一维金属银材料的宏量制备及大规模应用。具体工作如下:1.我们开发了一种卷对卷工艺,用于大规模制造柔性、透明的银纳米纤维网络电极。结合卷对卷空气纺丝技术与原位紫外还原技术,我们将超长银纳米纤维沉积于透明聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料表面,成功制备了成卷的柔性透明电极。该制备过程全程在低温、常压下进行,且无任何剧烈化学反应,契合大规模工业生产需求。所得柔性透明电极的光学性能、力学性能和电学性能均可与高温烧结组装的银纳米纤维网络电极相媲美。最后,我们以制备好的银纳米纤维作为底电极成功组装了一个的A4纸尺寸柔性电致变色智能窗,其性能优于商业ITO电极组装的类似电致变色设备。本研究成果为一维金属银透明电极应用于大规模柔性电子设备,如柔性电致变色、柔性光电传感器和曲面显示等提供了可能。2.我们提出了银纳米线/聚乙烯醇缩丁醛低辐射涂层材料的大规模应用策略。通过简单的喷涂工艺,该涂层材料可以紧密附着在普通玻璃上对其进行表面辐射改性,形成低辐射玻璃。同时也可以扩展到卷对卷设备上实现柔性低辐射薄膜的连续生产。与现有的真空溅射技术相比,该方法可以有效地避免Low-E玻璃生产过程中的一些问题,如需要真空环境,预处理,和制造范围受限等。该涂层具备较高的可见光透过率(～83.0%),较高的中红外反射率(～69.8%),和低辐射率。此外,该涂层材料展现出优异的化学稳定性和极高的机械耐久度。3.通过对空气纺丝技术相关参数的精细调控,我们成功制备了直径约650 nm、长度大于10 cm的超大长径比银纤维,并将其在室温条件下沉积于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)透明塑料基底制成一种可用于透明表面电磁屏蔽的薄膜材料。得益于较低的占空比和适配的纤维直径,该材料在实现高可见光透过率的同时确保了材料单层厚度可大于金属银的趋肤深度,确保材料具有优异的电磁屏蔽性能。4.我们利用模拟和仿真手段研究了最有利的基于一维金属银的X波段电磁屏蔽3D网络化策略。基于此,我们使用卷对卷工艺制备了一种高强度银纳米线/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)三聚氰胺海绵电磁屏蔽材料。聚合物助剂PVB同时作为粘接剂、结构增强剂、抗氧化剂和防水剂,确保材料在不同复杂环境下可以正常使用。使用矢量网络分析仪进行的X波段电磁屏蔽测试显示,该材料在厚度为0.5 cm时电磁屏蔽效率约为60 dB。其屏蔽效果优于相同厚度的商用镀镍电磁屏蔽海绵。此外,得益于三聚氰胺海绵的弹性骨架结构和良好的稳定性,该材料展现出优异的机械性能,这使其在未来有可能大规模应用于特殊电磁屏蔽场景。5.我们提出了一种柔性、强健、低成本、可大规模生产且无需导电凝胶支持的银纳米线/聚乙烯醇缩丁醛/三聚氰胺海绵电极用于下一代非侵入式脑机接口(BCI)系统。得益于其自身柔性和骨架结构特点,无论是在长发或是短发被试上,该电极均可有效绕过被试部分头发实现电极与头皮的直接接触。此外,经过表面改性和助剂的引入,该电极展现出极其优秀的化学和力学稳定性。在短发被试上,以该电极为工作电极的BCI系统信号分析正确率为86%,接近导电凝胶支持的商业Ag/AgCl电极(88%)。更重要的是,该电极用于长发被试时性能并没有显著降低,表明该电极等有效的解决部分来自头发的接触阻碍问题。