Pierwsza demonstracja elektroniki grafenowej drukowanej atramentowo

Technologia atramentowa była rewolucją. Po pierwsze, jest druk cyfrowy, który stał się szybszy i bardziej elastyczny niż ktokolwiek sobie wyobrażał (choć niekoniecznie tańszy).

Potem przyszedł druk 3D, w którym jedna warstwa materiału jest drukowana na drugiej, aby zbudować trójwymiarowe obiekty. Stało się to standardowym sposobem tworzenia złożonych prototypów, podczas gdy inni używają go do „drukowania” różnych rodzajów czekoladek, kremów i polew.

Są też grupy, które dodały do ​​atramentów polimery przewodzące i wykorzystały je do drukowania obwodów na elastycznych podłożach. Są one wykorzystywane do produkcji wszystkiego, od papieru cyfrowego po jednorazowe tagi RFID. I można je drukować na arkuszach zasadniczo o dowolnym rozmiarze, w przeciwieństwie do konwencjonalnych obwodów o wysokiej wydajności, które muszą być wykuwane w egzotycznych warunkach w zakładach produkcyjnych wartych wiele miliardów dolarów.

Jest jednak problem. Elektronika drukowana do drukarek atramentowych jest gorsza od konwencjonalnych obwodów scalonych ze względu na znaczny margines. Drukowane tranzystory cienkowarstwowe są po prostu większe i wolniejsze niż modele na bazie krzemu. Rozpoczyna się więc wyścig o poprawę ich wyników.

Dziś Andrea Ferrari i kumple z University of Cambridge w Wielkiej Brytanii popisują się znaczącym krokiem naprzód. Ci faceci znaleźli sposób na zastąpienie lub wzmocnienie polimerów przewodzących w tych atramentach grafenem, cudownym materiałem w tej chwili.

Nietrudno zrozumieć, dlaczego. Elektroniczne właściwości grafenu są trudne do dopasowania i sprawiają, że jest to pomysł na nanoelektronikę. Ale trudność polega na połączeniu go w atrament, który łatwo tworzy małe kropelki – coś, co jest oczywiście niezbędne do drukowania atramentowego.

Jest to zasadniczo przełom, który osiągnęły Ferrari i spółka. Znaleźli sposób na łatwe wytwarzanie grafenu, chemicznie odłupując płatki z bloku grafitu i filtrując je w celu usunięcia tych, które mogłyby zatkać głowice drukarki.

Następnie dodają płatki do rozpuszczalnika zwanego N-metylopirolidonem lub NMP, który minimalizuje problemy, takie jak efekt pierścienia kawy, który może wystąpić, gdy niektóre rozpuszczalniki wyparują.

W końcu włożyli to do swoich drukarek i wydrukowali kilka obwodów i tranzystorów cienkowarstwowych.

Wyniki są obiecujące. Atramenty na bazie grafenu odpowiadają lub przewyższają wydajność większości innych dostępnych obecnie atramentów. To całkiem nieźle jak na pierwszą próbę, ponieważ z pewnością nastąpią ulepszenia.

To toruje drogę do wszystkich drukowanych, elastycznych i przezroczystych urządzeń grafenowych na dowolnych podłożach, mówią Ferrari i spółka w podsumowaniu swojego artykułu. Co oznacza, że ​​w nadchodzących miesiącach i latach możemy spodziewać się o wiele więcej w tym zakresie.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1111.4970 : Elektronika grafenowa z nadrukiem atramentowym

ukryć