Første demonstration af inkjet-printet grafenelektronik

Inkjet-teknologi har været en revolution. For det første er der digital billedudskrivning, som er blevet hurtigere og mere fleksibel, end nogen havde forestillet sig (selv om det ikke nødvendigvis er billigere).

Så kom 3D-print, hvor et lag materiale printes oven på et andet for at opbygge et tredimensionelt objekt. Det er blevet en standard måde at lave komplekse prototyper på, mens andre bruger det til at 'printe' forskellige slags chokolade, cremer og glasurer.

Så er der de grupper, der har tilføjet ledende polymerer til blækket og brugt dem til at printe kredsløb på fleksible substrater. Disse bliver brugt til at lave alt fra digitalt papir til RFID-engangsmærker. Og de kan udskrives på ark af stort set alle størrelser, i modsætning til konventionelle højtydende kredsløb, som skal smedes under eksotiske forhold inde i multimilliardfabrikker.

Der er dog et problem. Inkjet-trykt elektronik underperformer konventionelle integrerede kredsløb med en betydelig margin-printede tyndfilmstransistorer er simpelthen større og langsommere end siliciumbaserede modeller. Så løbet er i gang for at forbedre deres præstationer.

I dag viser Andrea Ferrari og kammerater ved University of Cambridge i Storbritannien et væsentligt skridt fremad. Disse fyre har fundet en måde at erstatte eller forstærke de ledende polymerer i disse blæk med grafen, øjeblikkets vidundermateriale.

Det er ikke svært at se hvorfor. De elektroniske egenskaber af grafen er svære at matche og gør det til idé til nanoelektronik. Men vanskeligheden er at kombinere det til en blæk, der let danner små dråber - noget, der naturligvis er afgørende for inkjet-print.

Dette er i bund og grund det gennembrud, som Ferrari og co har opnået. De har fundet en måde, hvorpå de let kan fremstille grafen ved kemisk at skære flager af en grafitblok og filtrere dem for at fjerne alt, der kan tilstoppe printerhovederne.

De tilføjer derefter flagerne til et opløsningsmiddel kaldet N-Methylpyrrolidon eller NMP, som minimerer problemer såsom kafferingeffekten, der kan opstå, når nogle opløsningsmidler fordamper.

Endelig har de lagt disse ting i deres printere og udskrevet et par kredsløb og tyndfilmstransistre.

Resultaterne er lovende. Det grafenbaserede blæk matcher eller slår ydeevnen af ​​de fleste andre blæk, der er tilgængelige i dag. Det er ret godt for et første forsøg, da forbedringer helt sikkert vil følge.

Dette baner vejen for helt trykte, fleksible og gennemsigtige grafenenheder på vilkårlige substrater., siger Ferrari og co i afslutningen af ​​deres papir. Hvilket betyder, at vi kan forvente at se meget mere om dette i de kommende måneder og år.

Ref: arxiv.org/abs/1111.4970 : Ink-Jet Printed Graphene Electronics

skjule