Grafeenista väkevää mustetta elektroniikan tulostukseen

Grafeenipohjaisista materiaaleista valmistetut johtavat musteet ovat välttämättömiä grafeenin potentiaalin hyödyntämiseksi todellisissa sovelluksissa.

Korkean pitoisuuden musteet ovat erityisen arvokkaita, sillä ne mahdollistavat vähemmän kerrostumisvaiheita, pienemmät kuivauskustannukset ja paremman kalvon tasaisuuden.

Grafeenipitoisuuden kasvattaminen johtaa kuitenkin tyypillisesti viskositeetin jyrkkään nousuun, mikä rajoittaa yhteensopivuutta useimpien painotekniikoiden kanssa. Ongelmia tuottaa myös grafeenin lehtimäisyys joka johtaa kokkaroitumiseen.

Monashi yliopiston tutkijat uuden näkökulman asiaan. He ratkaisivat haasteen tiivistämällä paisutettua pelkistettyä grafiittioksidia tiheäksi pelkistetyksi grafiittioksidiksi, jota kutsutaan nimellä DB-rGtO. Tämä mahdollistaa grafeenipohjaisen materiaalin stabiilien dispersioiden formuloinnin jopa 200 mg·ml −1 -pitoisuuksina samalla, kun säilytetään hallittava virtaus ja muodonmuutoksen kestävyys.

Tutkijat osoittivat, että DB-rGtO-hiukkasten solvataatio toimii perusstrategiana musteen viskositeetin moduloimiseksi, mikä mahdollistaa ominaisuuksien hienosäädön korkealla kiintoainepitoisuudella.

Tutkijoiden kehittämää grafiittioksidia lähtöaineena käyttäen, tämä lähestymistapa mahdollistaa yhdellä läpikululla painettujen kalvojen ja kuvioiden valmistamisen, joiden johtavuus vaihtelee välillä 5–10 Ω·□ −1 .

Tuloksemme luovat yleiset suunnittelusäännöt väkevien, johtavien grafeenipohjaisten musteiden formuloimiseksi, joissa on vähän tai ei lainkaan lisäaineita ja jotka ovat sovellettavissa erilaisiin pinnoitustekniikoihin korkean resoluution ja tarkkojen piirteiden tuottamiseksi.

Manchesterin yliopisto on johtanut maailman suurinta tutkimusta, jolla pyritään asettamaan uusi maailmanlaajuinen vertailuarvo grafeenin yksisatomisuuden paksuuden testaamiselle.

Manchesterin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet yhdessä Ison-Britannian kansallisen fysikaalisen laboratorion ja 15 kansainvälisen kumppanin kanssa luotettavan protokollan tähän tarkoitukseen läpäisyelektronimikroskopian (TEM) avulla.

”Jotta grafeenia ja muita 2D-materiaaleja voidaan käyttää teollisissa sovelluksissa, kevyistä ajoneuvoista urheiluvälineisiin, kosketusnäyttöihin, antureihin ja elektroniikkaan, on tiedettävä, että työskentelee oikean materiaalin kanssa. Tämä tutkimus asettaa maailmanlaajuisen vertailukohdan, johon teollisuus voi luottaa”, sanoo tohtori William Thornley , joka työskenteli tutkimuksen parissa tohtoriopintojaan tehdessään.

Aiheesta aiemmin:

3D-tulostus ja hiilinanoputkiset älyanturit

Grafeenia kolmiulotteisiin muotoihin