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用石墨烯打印出导电电极

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据近日报道,美国材料科学与工程学院研究人员使用含有石墨烯薄片油墨,以喷墨打印的方式,,打印出柔性电极,该柔性电极导电性提高了250倍、即使折叠时导电性能也只有轻微下降,未来有可能生产低廉、大幅、可折叠电子产品。 

    专业人士解释说,喷墨打印可以低成本、大面积地打印出柔性电极基底,是生产电子元件的一个有效方法。以前的科技已经能够喷墨打印出电子晶体管、太阳能电池、发光二极管、传感器等电子元器件,但打印出高导电电极仍然是一个很大的挑战,由于导电电极对分辨率的要求非常精确。而石墨烯具有高导电性、化学性稳定的独有特点,可以作为油墨打印导电电极材料的不二选择。 

    石墨烯打印导电电极最重要步骤之一就是是需要许多的石墨烯。目前通过剥离生产纯净石墨烯的方法中,现在使用的有机溶剂和表面活性剂会留下残留,降低了导电?#30465;?#36824;有一个问题是,石墨片对印刷稳定性的要求极高,它的片状之间交界处也?#29616;?#38477;低了导电性。 UV绝缘油墨

    为了解决这些问题,科学家研究出一?#20013;路?#24335;,,能在室温中使用乙醇作为溶剂和乙基纤维素作为稳定的表面活性剂,这两种材料都不会留下残留物。用此方式生产的石墨烯黑色粉末中,石墨烯薄片的尺寸约为50×50平方纳米,厚?#20173;?#20026;2纳米。这种片状的石墨烯间会有很多雪花状的连接,但与其他表面活性?#26009;?#27604;,乙基纤维素聚合物的高稳定性还是大大降低了薄片之间的电阻。 

    科研人员把石墨烯分散到溶剂中创建液体墨汁。在?#23548;?#26159;发现,石墨烯油墨在印刷中表现出优良的形态和导电性,打印出的图形非常精确,非常适合用来印刷电极。他们还以聚酰?#21069;?#20026;基板,测试了了石墨烯油墨的机械性能,发现油墨的导电性能非常好,即使基板发生弯曲折叠,甚至发了裂纹,但导电性能仍然没什么变化。当他们将基板折叠,该导电电极的电阻仅仅增加了5%。?#23548;适?#25454;表明,石墨烯油墨在未来可被用于生产折叠式电子设备。 

    专家教授说:“从本质上来说,所有的电子设备和电路都需要高导电?#38498;?#39640;解析度的电子接点和互连。因此,石墨烯油墨有可能应用?#38477;?#22823;部分电子产品,应用范围非常广,特别是柔性电子产品、折叠式电子设备。这些类型的电子设备的应用包括智能电话、平板电脑、平板显示器和太阳能电池等等。

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