噴墨打印石墨烯導(dǎo)電油墨制作柔性器件
長(zhǎng)沙新材料產(chǎn)業(yè)研究院鄧噸英團(tuán)隊(duì)利用MicroFab的噴墨打印技術(shù)（MicroFab Jetlab 4）證明了原位制備的銀納米顆粒裝飾石墨烯導(dǎo)電油墨適用于柔性電子。采用液相褶脫法，在同一體系下將銀鹽還原為納米銀，解決了銀裝飾石墨烯的多均相問(wèn)題。噴墨打印的石墨烯在400°C熱退火30min后，獲得了20±1Ω/m的低電阻率，同時(shí)顯示出均勻的形態(tài)，與柔性襯底的兼容性。
介紹
印刷電子產(chǎn)品因其小巧、靈活、薄、便攜等獨(dú)特的特點(diǎn)而成為研究的焦點(diǎn)。它在日常使用中顯示出了巨大的潛力，如RFID標(biāo)簽，傳感器和太陽(yáng)能電池。導(dǎo)電油墨可廣泛應(yīng)用于印刷電子領(lǐng)域，它具有特殊而獨(dú)特的應(yīng)用，屬于未來(lái)技術(shù)的下一個(gè)層次。石墨烯油墨由于其固有的高導(dǎo)電性、靈活性、機(jī)械穩(wěn)健性和化學(xué)穩(wěn)定性，成為導(dǎo)電油墨的優(yōu)先選擇。液相剝離為石墨烯導(dǎo)電油墨的生產(chǎn)提供了廉價(jià)的原材料、規(guī)模化潛力、低熱預(yù)算等顯著的優(yōu)勢(shì)，**適合生產(chǎn)可打印油墨。然而，噴墨打印液相外褶皺合成石墨烯的尺寸需要限制在該小噴嘴的直徑1/20的安全范圍內(nèi)，故其電學(xué)性能并不令人滿意，所以研究人員將石墨烯與金屬材料結(jié)合起來(lái)，如納米銀或銅，但是石墨烯和金屬通常采用簡(jiǎn)單的混合方法處理，并不均勻。
長(zhǎng)沙新材料產(chǎn)業(yè)研究院鄧噸英團(tuán)隊(duì)采用液相褶皺法制備了石墨烯，并在同一體系下將銀鹽還原為納米銀，解決了銀裝飾石墨烯的非均勻問(wèn)題，提高了導(dǎo)電油墨的導(dǎo)電率。制備的銀納米顆粒裝飾石墨烯導(dǎo)電油墨可以儲(chǔ)存6個(gè)月以上而不沉降。制備工藝如圖1所示，最后，獲得了含有10.0mg/mL石墨烯和銀納米顆粒的高濃度石墨烯基導(dǎo)電油墨，油墨在25°C下具有30mN/m的表面張力和16-18mPa·s的高剪切速率（100-1000s?1）粘度。
研究成功制備了以銀納米顆粒裝飾的石墨烯導(dǎo)電油墨，通過(guò)將液相剝離法用于生產(chǎn)石墨烯導(dǎo)電油墨，銀納米顆粒修飾的石墨烯導(dǎo)電油墨可以通過(guò)噴墨打印在各種具有優(yōu)異形態(tài)的基材上打印以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的特征，石墨烯和銀的d軌道之間的片狀接觸與石墨烯的π軌道相互作用可以提高導(dǎo)電性之外，納米顆粒之間的導(dǎo)電路徑可以通過(guò)顆粒間頸縮的形成來(lái)建立，這可以更顯著地提高導(dǎo)電性。銀納米顆粒修飾的石墨烯導(dǎo)電油墨有望在印刷、柔性和可折疊電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1] Deng D, Feng S, Shi M, et al. In situ preparation of silver nanoparticles decorated graphene conductive ink for inkjet printing[J].Journal of Materials Science Materials in Electronics, 2017, 28(20):15411-15417.DOI:10.1007/s10854-017-7427-z.
