A highly stretchable and transparent electrical heater is demonstrated by constructing a partially embedded silver nanowire percolative network on an elastic substrate. The stretchable network heater is applied on human wrists under real-time strain, bending, and twisting, and has potential for lightweight, biocompatible, and versatile wearable applications.

A facile fast laser nanoscale welding process uses the plasmonic effect at a nanowire (NW) junction to suppress oxidation and successfully fabricate a Cu-NW-based percolation-network conductor. The “nanowelding” process does not require an inert or vacuum environment. Due to the low-temperature and fast-process nature, plasmonic laser nanowelding may form Cu-nanowire networks on heat-sensitive, flexible or even stretchable substrates. As a service to our authors and readers, this journal provides supporting information supplied by the authors. Such materials are peer reviewed and may be re-organized for online delivery, but are not copy-edited or typeset. Technical support issues arising from supporting information (other than missing files) should be addressed to the authors. Please note: The publisher is not responsible for the content or functionality of any supporting information supplied by the authors. Any queries (other than missing content) should be directed to the corresponding author for the article.

We introduce a facile approach to fabricate a metallic grid transparent conductor on a flexible substrate using selective laser sintering of metal nanoparticle ink. The metallic grid transparent conductors with high transmittance (>85%) and low sheet resistance (30 Ω/sq) are readily produced on glass and polymer substrates at large scale without any vacuum or high-temperature environment. Being a maskless direct writing method, the shape and the parameters of the grid can be easily changed by CAD data. The resultant metallic grid also showed a superior stability in terms of adhesion and bending. This transparent conductor is further applied to the touch screen panel, and it is confirmed that the final device operates firmly under continuous mechanical stress.

Future electronics are expected to develop into wearable forms, and an adequate stretchability is required for the forthcoming wearable electronics considering various motions occurring in human body. Along with stretchability, transparency can increase both the functionality and esthetic features in future wearable electronics. In this study, we demonstrate, for the first time, a highly stretchable and transparent electromagnetic interference shielding layer for wearable electronic applications with silver nanowire percolation network on elastic poly(dimethylsiloxane) substrate. The proposed stretchable and transparent electromagnetic interference shielding layer shows a high electromagnetic wave shielding effectiveness even under a high tensile strain condition. It is expected for the silver nanowire percolation network-based electromagnetic interference shielding layer to be beyond the conventional electromagnetic interference shielding materials and to broaden its application range to various fields that require optical transparency or nonplanar surface environment, such as biological system, human skin, and wearable electronics.

Stretchable and transparent electronics have steadily attracted huge attention in wearable devices. Although Ag nanowire is the one of the most promising candidates for transparent and stretchable electronics, its electrochemical instability has forbidden its application to the development of electrochemical energy devices such as supercapacitors. Here, we introduce a highly stretchable and transparent supercapacitor based on electrochemically stable Ag-Au core-shell nanowire percolation network electrode. We developed a simple solution process to synthesize the Ag-Au core-shell nanowire with excellent electrical conductivity as well as greatly enhanced chemical and electrochemical stabilities compared to pristine Ag nanowire. The proposed core-shell nanowire-based supercapacitor still possesses fine optical transmittance and outstanding mechanical stability up to 60% strain. The Ag-Au core-shell nanowire can be a strong candidate for future wearable electrochemical energy devices.

Abstract To add more functionalities and overcome the limitation in conventional soft robots, highly anisotropic soft actuators with color shifting function during actuation is demonstrated for the first time. The electrothermally operating soft actuators with installed transparent metal nanowire percolation network heater allow easy programming of their actuation direction and instantaneous visualization of temperature changes through color change. Due to the unique direction dependent coefficient of thermal expansion mismatch, the suggested actuator demonstrates a highly anisotropic and reversible behavior with very large bending curvature (2.5 cm −1 ) at considerably low temperature (≈40 °C) compared to the previously reported electrothermal soft actuators. The mild operating heat condition required for the maximum curvature enables the superior long‐term stability during more than 10 000 operating cycles. Also, the optical transparency of the polymer bilayer and metal nanowire percolation network heater allow the incorporation of the thermochromic pigments to fabricate color‐shifting actuators. As a proof‐of‐concept, various color‐shifting biomimetic soft robots such as color‐shifting blooming flower, fluttering butterfly, and color‐shifting twining tendril are demonstrated. The developed color‐shifting anisotropic soft actuator is expected to open new application fields and functionalities overcoming the limitation of current soft robots.

Transparent and stretchable energy storage devices have attracted significant interest due to their potential to be applied to biocompatible and wearable electronics. Supercapacitors that use the reversible faradaic redox reaction of conducting polymer have a higher specific capacitance as compared with electrical double-layer capacitors. Typically, the conducting polymer electrode is fabricated through direct electropolymerization on the current collector. However, no research have been conducted on metal nanowires as current collectors for the direct electropolymerization, even though the metal nanowire network structure has proven to be superior as a transparent, flexible, and stretchable electrode platform because the conducting polymer's redox potential for polymerization is higher than that of widely studied metal nanowires such as silver and copper. In this study, we demonstrated a highly transparent and stretchable supercapacitor by developing Ag/Au/Polypyrrole core-shell nanowire networks as electrode by coating the surface of Ag NWs with a thin layer of gold, which provide higher redox potential than the electropolymerizable monomer. The Ag/Au/Polypyrrole core-shell nanowire networks demonstrated superior mechanical stability under various mechanical bending and stretching. In addition, proposed supercapacitors showed fine optical transmittance together with fivefold improved areal capacitance compared to pristine Ag/Au core-shell nanowire mesh-based supercapacitors.

Air quality has become a major public health issue in Asia including China, Korea, and India. Particulate matters are the major concern in air quality. We present the first environmental application demonstration of Ag nanowire percolation network for a novel, electrical type transparent, reusable, and active PM2.5 air filter although the Ag nanowire percolation network has been studied as a very promising transparent conductor in optoelectronics. Compared with previous particulate matter air filter study using relatively weaker short-range intermolecular force in polar polymeric nanofiber, Ag nanowire percolation network filters use stronger long-range electrostatic force to capture PM2.5, and they are highly efficient (>99.99%), transparent, working on an active mode, low power consumption, antibacterial, and reusable after simple washing. The proposed new particulate matter filter can be applied for a highly efficient, reusable, active and energy efficient filter for wearable electronics application.