石墨烯薄片添加進一種N -甲基吡咯烷酮溶劑,把這種東西放進打印機,可打印出一些電路和薄膜晶體管。

噴墨技術(shù)是一場革命。首先,有了數(shù)字圖像印刷,更快更靈活,超過任何人的想象(雖然并不一定便宜)。
然后,又出現(xiàn)了三維打印,一層材料印到另一層上面,制成三維物體。這已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)方法,以制備復(fù)雜的原型,而另一些人則用它來“打印”不同種類的巧克力,奶油和糖霜。
然后,又有一些團體把導(dǎo)電聚合物添加進油墨,用它們打印電路,印到柔性基板上。這些正在用來制成各種東西,從數(shù)碼紙到一次性射頻識別(RFID)標(biāo)簽都可以。它們基本上可以印在任何尺寸的基片上,不像傳統(tǒng)的高性能電路,必須在特殊條件下制成,都是在數(shù)十億美元的加工廠進行。
但是有一個問題。噴墨印刷電子產(chǎn)品性能較差,不如傳統(tǒng)的集成電路,這一差別很顯著,印刷薄膜晶體管只是比硅基模型更大更慢。所以,競爭已經(jīng)開始,就是要提高它們的性能。
今天,安德烈•法拉利(Andrea Ferrari)和在英國劍橋大學(xué)(University of Cambridge)的同伴,展示了重要的一步。這些家伙已經(jīng)找到一種方法,可取代或擴大這種導(dǎo)電聚合物,在這些油墨中采用石墨烯,就是現(xiàn)在的這種神奇材料。
不難明白其中原因。石墨烯的電子性質(zhì)難以匹敵,也難以設(shè)法用于納米電子學(xué)。但困難在于把它混合進油墨,便捷地形成小液滴,這種東西對于噴墨打印顯然是必不可少的。
實質(zhì)上,這就是法拉利和同伴取得的突破。他們已經(jīng)找到一種方法,可以便捷地生產(chǎn)石墨烯,用化學(xué)方法從石墨塊上切下薄片,進行過濾,以去除任何可能堵塞打印頭的東西。
然后,他們把這些薄片添加進一種溶劑,這種溶劑稱為N -甲基吡咯烷酮(NMP:N-Methylpyrrolidone),這可以最大限度地減少一些問題,如溶劑蒸發(fā)時可能會出現(xiàn)的咖啡環(huán)效應(yīng)。
最后,他們把這種東西放進打印機,打印出一些電路和薄膜晶體管。
結(jié)果是令人鼓舞的。這種以石墨烯為基礎(chǔ)的油墨,性能可匹配或超越今天可用的大多數(shù)其他油墨。這是非常好的,因為是第一次嘗試,各種改善當(dāng)然會隨之而來。
“這就鋪平了道路,可帶來全印刷的柔性透明石墨烯裝置,采用任何基板都行,” 法拉利和同事在他們的論文中總結(jié)說。這意味著,在未來的幾個月和幾年,我們在這一點上有望看到更多。
本文為美國Technology Review授權(quán)文章,未經(jīng)書面許可,嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載使用。

噴墨技術(shù)是一場革命。首先,有了數(shù)字圖像印刷,更快更靈活,超過任何人的想象(雖然并不一定便宜)。
然后,又出現(xiàn)了三維打印,一層材料印到另一層上面,制成三維物體。這已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)方法,以制備復(fù)雜的原型,而另一些人則用它來“打印”不同種類的巧克力,奶油和糖霜。
然后,又有一些團體把導(dǎo)電聚合物添加進油墨,用它們打印電路,印到柔性基板上。這些正在用來制成各種東西,從數(shù)碼紙到一次性射頻識別(RFID)標(biāo)簽都可以。它們基本上可以印在任何尺寸的基片上,不像傳統(tǒng)的高性能電路,必須在特殊條件下制成,都是在數(shù)十億美元的加工廠進行。
但是有一個問題。噴墨印刷電子產(chǎn)品性能較差,不如傳統(tǒng)的集成電路,這一差別很顯著,印刷薄膜晶體管只是比硅基模型更大更慢。所以,競爭已經(jīng)開始,就是要提高它們的性能。
今天,安德烈•法拉利(Andrea Ferrari)和在英國劍橋大學(xué)(University of Cambridge)的同伴,展示了重要的一步。這些家伙已經(jīng)找到一種方法,可取代或擴大這種導(dǎo)電聚合物,在這些油墨中采用石墨烯,就是現(xiàn)在的這種神奇材料。
不難明白其中原因。石墨烯的電子性質(zhì)難以匹敵,也難以設(shè)法用于納米電子學(xué)。但困難在于把它混合進油墨,便捷地形成小液滴,這種東西對于噴墨打印顯然是必不可少的。
實質(zhì)上,這就是法拉利和同伴取得的突破。他們已經(jīng)找到一種方法,可以便捷地生產(chǎn)石墨烯,用化學(xué)方法從石墨塊上切下薄片,進行過濾,以去除任何可能堵塞打印頭的東西。
然后,他們把這些薄片添加進一種溶劑,這種溶劑稱為N -甲基吡咯烷酮(NMP:N-Methylpyrrolidone),這可以最大限度地減少一些問題,如溶劑蒸發(fā)時可能會出現(xiàn)的咖啡環(huán)效應(yīng)。
最后,他們把這種東西放進打印機,打印出一些電路和薄膜晶體管。
結(jié)果是令人鼓舞的。這種以石墨烯為基礎(chǔ)的油墨,性能可匹配或超越今天可用的大多數(shù)其他油墨。這是非常好的,因為是第一次嘗試,各種改善當(dāng)然會隨之而來。
“這就鋪平了道路,可帶來全印刷的柔性透明石墨烯裝置,采用任何基板都行,” 法拉利和同事在他們的論文中總結(jié)說。這意味著,在未來的幾個月和幾年,我們在這一點上有望看到更多。
本文為美國Technology Review授權(quán)文章,未經(jīng)書面許可,嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載使用。