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撫生試劑-美用石墨烯油墨打印出高導(dǎo)電柔性電極
閱讀：174 發(fā)布時間：2014-2-27美國西北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究人員使用含有微小石墨烯薄片油墨,，以噴墨打印模式，打印出導(dǎo)電性能提高250倍,、折疊時電導(dǎo)率僅有輕微下降的柔性電極,，未來有可能低廉、大幅,、可折疊且精美細(xì)致的電子設(shè)備,。該研究成果發(fā)表在一期《物理化學(xué)快報》上。
研究人員伊桑·B·西科爾解釋說,，噴墨打印可低成本,、大面積地打印出柔性基底，是電子元件的一個有吸引力的方法,。先前的研究已經(jīng)噴墨打印出晶體管,、太陽能電池、發(fā)光二極管,、傳感器等各種元器件,，但打印高導(dǎo)電電極仍然是一個挑戰(zhàn)，因為其要求非常精細(xì)的分辨率,。而新研究轉(zhuǎn)向具有高導(dǎo)電性,、化學(xué)性穩(wěn)定的石墨烯，希望石墨烯可作為油墨打印出電極,。
石墨烯打印zui重要步驟之一是獲得大量的石墨烯,。目前通過剝離純凈石墨烯的方法中，通常使用的溶劑和表面活性劑會留下殘余物,，從而降低其導(dǎo)電率,。另一個問題是，小的石墨片對印刷穩(wěn)定性的要求很高,，且其大量片狀交界處也降低了導(dǎo)電性,。
為克服這些問題，研究人員開發(fā)出一種新方法,，可在室溫中使用乙醇作為溶劑和乙基纖維素作為穩(wěn)定的表面活性劑,，乙醇和乙基纖維素都不會產(chǎn)生殘留物。新方法產(chǎn)生出的石墨烯黑色粉末中,，石墨烯薄片的尺寸約為50×50平方納米,，厚度約為2納米。雖然這種小片狀尺寸的石墨烯間會有無數(shù)雪花狀的連接,，但與其他表面活性劑相比,，乙基纖維素聚合物的高穩(wěn)定大大減少了薄片之間的電阻,。
研究人員把石墨烯黑色粉末分散到溶劑中創(chuàng)建液體墨汁。在演示中發(fā)現(xiàn),，石墨烯油墨在印刷中表現(xiàn)出優(yōu)良的形態(tài)和導(dǎo)電性,，打印的模式很適合印刷電極。他們還以聚酰亞胺為基板,，評估了石墨烯油墨的機(jī)械性能,，發(fā)現(xiàn)油墨的導(dǎo)電性能很高，即使基板發(fā)生很大彎曲,，甚至開始出現(xiàn)裂痕,，導(dǎo)電性仍維持不變。當(dāng)他們將基板折疊,，該油墨的導(dǎo)電性僅減少了5%,。機(jī)械性能試驗表明,，石墨烯油墨在未來可被用于折疊式電子設(shè)備,。
該大學(xué)馬克教授說：“從本質(zhì)上講，所有的電子設(shè)備和電路需要高導(dǎo)電性和高解析度的電子接點和互連,。因此,，石墨烯油墨有可能影響到很寬廣的應(yīng)用范圍，特別是柔性電子產(chǎn)品,、折疊式電子設(shè)備,。這些類型的電子設(shè)備的應(yīng)用包括智能、平板電腦,、平板顯示器和太陽能電池,。