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研究人員采用石墨烯油墨打印出高導電柔性電極 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，是生產電子元件的一個有吸引力的方法。先前的研究已經噴墨打印出晶體管、太陽能電池、發(fā)光二極管、傳感器等各種元器件，但打印高導電電極仍然是一個挑戰(zhàn)，因為其要求非常精細的分辨率。而新研究轉向具有高導電性、化學性穩(wěn)定的石墨烯，希望石墨烯可作為油墨打印出電極。 石墨烯打印最重要步驟之一是獲得大量的石墨烯。目前通過剝離生產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生殘留物。新方法產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)和導電性，打印的精確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械性能，發(fā)現(xiàn)油墨的導電性能很高，即使基板發(fā)生很大彎曲，甚至開始出現(xiàn)裂痕，導電性仍維持不變。當他們將基板折疊，該油墨的導電性僅減少了5%。機械性能試驗表明，石墨烯油墨在未來可被用于生產折疊式電子設備。 |
