Neue Graphen basierende Tinten für Hochgeschwindigkeits Herstellung der gedruckten Elektronik, Universität Cambridge
Die Möglichkeit, leitfähige Tinten zu produzieren, die alle Arten von verschiedenen Anwendungen für Graphen und andere ähnliche Materialien eröffnen sich bei einer sehr hohen Geschwindigkeit für den Druck in einem kommerziellen Maßstab mühelos verwendet werden könnten
Ein kostengünstiges Hochgeschwindigkeitsverfahren für die Graphen Tinten Druck eines herkömmliches Rolle-zu-Rolle-Druckverfahren verwendet wird, wie die verwendeten Zeitungen und Chipspäckchen zu drucken, könnte eine Vielzahl von praktischen Anwendungen, einschließlich kostengünstiger gedruckte Elektronik eröffnen, intelligent Verpackungen und Einwegsensoren.
Graphen ist ein zweidimensionales Blatt aus Kohlenstoffatomen, nur ein Atom dick ist. Seine Flexibilität, optische Transparenz und elektrische Leitfähigkeit machen es für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet, einschließlich der gedruckten Elektronik. Obwohl zahlreiche Laborprototypen auf der ganzen Welt, weit verbreitete kommerzielle Verwendung von Graphen gezeigt wurden, ist noch nicht realisiert werden.
„Wir freuen uns, die ersten sein Graphen Tinten der Nähe von realen Fertigung zu bringen. Es gibt viele Unternehmen, die Graphen-Tinten produziert hat, aber keiner von ihnen hat es auf einer Skala nahe an das getan“, sagte Dr. Tawfique Hasan von der Cambridge Graphene-Center (CGC), der die Methode entwickelt. „Die Möglichkeit, leitfähige Tinten herzustellen, die mühelos für den Druck in einem kommerziellen Maßstab bei einer sehr hohen Geschwindigkeit verwendet werden könnten, wird alle Arten von verschiedenen Anwendungen für Graphen und andere ähnliche Materialien eröffnen.“
Hasan-Verfahren an der Nanoscience Zentrum der Universität entwickelt, arbeitet durch Suspendieren winzige Partikel von Graphen in einem Lösungsmittelgemisch ‚Träger‘, die leitende Tinte auf Wasserbasis Formulierungen zugegeben wird. Das Verhältnis der Bestandteile kann eingestellt werden, um die Eigenschaften der Flüssigkeit zu steuern, so dass das Trägerlösungsmittel leicht in eine herkömmliche leitfähige Tinte auf Wasserbasis wesentlich gemischt werden, um den Widerstand zu reduzieren. Die gleiche Methode funktioniert für andere Materialien als Graphen, einschließlich metallische, halbleitende und isolierende Nanopartikel.
Derzeit verwenden gedruckte leitfähige Muster eine Kombination von Kohlenstoff schlecht mit anderen Materialien leitenden, am häufigsten Silber, was teuer ist. Silber basierende Tinten kosten £ 1000 oder mehr pro Kilogramm, während diese neue Graphen-Tintenformulierung 25-mal billiger wäre. Zusätzlich Silber ist nicht recycelbar, während Graphen und andere Kohlenstoffmaterialien leicht recycelt werden können. Die neue Methode verwendet billig, nicht toxisch und umweltfreundlichen Lösungsmittel, die schnell bei Raumtemperatur getrocknet werden können, die Energiekosten für Tinte Härten reduziert wird. Nach dem Trocknen ist die ‚elektrische Tinten‘ auch wasserdicht und hält sich an sein Substrat extrem gut.
Im kurz- bis mittelfristig, hoffen die Forscher ihre Methode zu verwenden, um gedruckt, Einweg-Biosensoren, Energy Harvestern und RFID-Tags zu machen.
Die Forschung wurde unterstützt durch Zuschüsse aus der Engineering and Physical Sciences Research Council Impact Acceleration-Konto und eine Royal Academy of Engineering Research Fellowship unterstützt. Die Technologie wird von Cambridge Unternehmen vermarktet, die Kommerzialisierung Arm der Universität.