Low-cost printing of graphene-based devices
基於石墨烯低成本的列印設備
科學家們已經移動了石墨烯 - 這種極其堅固且導電的單原子厚碳片 - 是從實驗室工作室新奇到商業上可行的新電子應用材料的重要一步。
曼徹斯特大學的研究人員與英國石墨烯製造商 BGT Materials Limited 一起使用壓縮石墨烯油墨印刷了射頻天線。研究人員表示，天線的性能足以使其適用於射頻辨識(RFID)標籤和無線感測器。更好的是，天線是靈活的，環保的並且可以廉價地批量生產。研究人員在 AIP 出版社的應用物理快報雜誌上，發表了他們的研究結果。
曼徹斯特大學電氣與電子工程學院的研究人員 Zhirun Hu 表示，該研究顯示可印刷石墨烯，現已可用於低成本射頻應用的商業用途。
「重點是石墨烯不再僅僅是一個科學奇跡。它將很快為我們的日常生活，帶來許多新的應用，」曼徹斯特大學物理與天文學院的 Kostya S. Novoselov 補充說。項目。
石墨烯得到了墨水
自 2004 年石墨烯首次被分離和測試以來，研究人員一直在努力實際使用其驚人的電氣和機械性能。由石墨烯製造的第一批商業產品之一是導電油墨，其可用於印刷電路和其他電子元件。
石墨烯油墨通常具有低成本和機械柔韌性，優於其他類型的導電油墨，例如由金屬奈米顆粒製成的溶液。
為了製造墨水，將石墨烯薄片與溶劑混合，有時加入粘合劑如乙基纖維素，以幫助墨水粘附。具有粘合劑的石墨烯油墨，通常比不含粘合劑的油墨更好地導電，但是僅在作為絕緣體的粘合劑材料，在稱為退火的高熱過程中被破壞之後。然而，退火限制了可以印刷石墨烯油墨的表面，因為高溫破壞了紙或塑料之類的材料。
曼徹斯特大學的研究團隊，與 BGT 材料有限公司一起，找到了一種方法來提高石墨烯油墨的導電性，而無需使用粘合劑。他們通過首先印刷和乾燥油墨，然後用滾筒壓縮它來實現這一點，類似於用壓路機壓縮新路面的方式。
壓縮油墨使其導電率增加了 50 倍以上，並且所得的「石墨烯層壓板」也比用粘合劑製成的先前石墨烯油墨的導電性幾乎高兩倍。
胡說，壓縮油墨的高導電性能夠實現有效的射頻輻射，是實驗中最令人興奮的方面之一。
為天線，無線感測器等鋪平道路
研究人員透過在一張紙上印刷石墨烯天線，來測試他們的壓縮石墨烯層壓板。天津黃先生是該論文的第一作者，也是電氣與電子工程學院微波與通信組的博士候選人。該天線的測量長度約為 14 釐米，橫跨 3.5 毫米，並有效地輻射射頻功率。
將電子產品印刷到廉價，靈活的材料(如紙張和塑料)上，可能意味著無線技術，如目前傳輸辨識資訊的 RFID 標籤，從牛到汽車零件，都可能變得更加普遍。
Huang 說，大多數商業 RFID 標籤，都是用鋁和銅等金屬製成的，昂貴的材料製造工藝複雜，增加了成本。
「基於石墨烯的 RFID 標籤，可以透過更簡單的工藝，和更低的材料成本顯著降低成本，」Huang說。曼徹斯特大學和 BGT 材料有限公司團隊，計劃進一步開發支持石墨烯的 RFID 標籤，以及感測器和可穿戴電子產品。
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