石墨烯是一種神奇的材料：這種碳蜂窩結(jié)構(gòu)只有一個(gè)原子厚。它具有很好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能;它強(qiáng)大而又穩(wěn)定。但研究人員一直都苦于無法將其從用于研究材料特性的實(shí)驗(yàn)室小樣品推進(jìn)到可以用于實(shí)際應(yīng)用的更大片的樣品。

石墨烯印刷問題凸顯

最近的用噴墨打印機(jī)來打印多層石墨烯電路和電極的項(xiàng)目使得工程師們考慮將它用于柔性可穿戴的低成本電子產(chǎn)品上。例如，我們可以制造尺寸足夠大的用于葡萄糖傳感器的石墨烯。

但是現(xiàn)有的技術(shù)存在著一些問題。石墨烯被印刷之后，必須要進(jìn)行處理以提高導(dǎo)電性和設(shè)備的性能。這通常意味著高溫或化學(xué)物質(zhì)——這兩者都可能會(huì)使塑料薄膜或者紙張等柔性或一次性的印刷表面劣化。

低成本的石墨烯應(yīng)用

科研人員出了利用激光來處理石墨烯的想法。結(jié)果證明是可行的，用脈沖激光工藝對噴墨印刷的多層石墨烯電路和電極進(jìn)行處理提高了導(dǎo)電性，而不會(huì)損壞紙張，聚合物或其他脆弱的印刷表面。這將創(chuàng)造一種將石墨烯生產(chǎn)進(jìn)行商業(yè)化和規(guī)?；姆绞?。

這個(gè)項(xiàng)目的突破是將噴墨印刷的石墨烯轉(zhuǎn)化為可用于新應(yīng)用的導(dǎo)電材料。這些應(yīng)用可能包括用于生物應(yīng)用的傳感器，儲(chǔ)能系統(tǒng)，導(dǎo)電元件，甚至是基于紙張的電子產(chǎn)品。工程師們開發(fā)了計(jì)算機(jī)控制的激光技術(shù)，其可以選擇性地照射噴墨印刷的石墨烯氧化物。該處理移除了油墨粘合劑，并減少了石墨烯上的石墨烯氧化物——從物理上將數(shù)以百萬計(jì)的小石墨烯薄片拼接了起來。該工藝使電導(dǎo)率提高了超過一千倍。

這項(xiàng)工作不僅為基于紙質(zhì)的含有石墨烯電路的電子產(chǎn)品鋪平了道路，根據(jù)研究人員介紹，它還使可用于包括傳感器，生物傳感器，燃料電池以及(醫(yī)療)設(shè)備等無數(shù)應(yīng)用的低成本一次性的基于石墨烯的電極成為可能。