高新能石墨烯導(dǎo)電油墨制備
成果介紹目前,石墨烯基墨水的制備主要有兩種方案。一種是以氧化石墨烯為前驅(qū)體制備墨水,噴墨打印后對(duì)絕緣的氧化石墨烯圖案進(jìn)行還原得到還原的氧化石墨烯進(jìn)而恢復(fù)其電性能。另一種方案是以石墨烯為導(dǎo)電墨水的溶質(zhì),加入分散劑、粘結(jié)劑、導(dǎo)電助劑等配置墨水實(shí)施打印。由于第一種方案中采用的柔性基底承受溫度一般在400℃以下,導(dǎo)致其導(dǎo)電性無(wú)法進(jìn)行大幅度提高,而較高的溫度是修復(fù)缺陷的有效方法,所以本產(chǎn)品是通過(guò)調(diào)配低缺陷的RGO、粘結(jié)劑、導(dǎo)電助劑、溶劑等成分來(lái)制備石墨烯基導(dǎo)電墨水。本產(chǎn)品將石墨烯優(yōu)異的物理性質(zhì)與印刷電子高效、綠色、大面積以及低成本等優(yōu)勢(shì)相結(jié)合,制備了一種導(dǎo)電性、成膜性優(yōu)異的石墨烯基墨水。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及參數(shù)本產(chǎn)品采用高分子材料(如PET、PDMS、SEBS等)作為柔性基底,選用上述體系的導(dǎo)電墨水通過(guò)印刷或噴墨打印的方式制備高導(dǎo)電、尺寸可調(diào)、形狀可調(diào)的石墨烯基導(dǎo)電材料。簡(jiǎn)單綠色的制備工藝、優(yōu)異的導(dǎo)電性使其適用于多個(gè)領(lǐng)域,如對(duì)高分子基底表面進(jìn)行等離子親水性處理制備均勻且靈敏的傳感器,以疊層的形式貼合在皮膚表面,以織物中RFID為接收器,用以監(jiān)測(cè)人體的呼吸、運(yùn)動(dòng)以及心率,保證人們的生命安全;還可以憑借其較低的表面方阻、大尺寸可共形的特點(diǎn)用于大型通訊設(shè)備或可穿戴通訊設(shè)備的電磁防護(hù)。市場(chǎng)前景導(dǎo)電墨水主要分為金屬系導(dǎo)電墨水和碳系導(dǎo)電墨水等,目前市場(chǎng)上使用最多的是銀納米材料的導(dǎo)電墨水,但其原料價(jià)格過(guò)于昂貴; 而銅系導(dǎo)電墨水雖然原料價(jià)格相對(duì)較便宜,但容易被氧化的性質(zhì)也在一定程度上限制了其應(yīng)用。目前市售的碳系墨水電阻率普遍偏高。利用石墨烯制備高性能的網(wǎng)版印刷墨水有望獲得與銀導(dǎo)電墨水相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性、更好的易用性和穩(wěn)定性,同時(shí)降低墨水成本,從而促進(jìn)柔性印刷電子技術(shù)的發(fā)展。而利用高質(zhì)量的RGO作為導(dǎo)電填料的來(lái)源,成本低,易于大規(guī)模、大面積制備,其具備了產(chǎn)業(yè)化的要素。實(shí)施條件未來(lái),利用石墨烯制備高性能的網(wǎng)版印刷油墨有望獲得與銀導(dǎo)電油墨相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性、更好的易用性和穩(wěn)定性,同時(shí)降低油墨成本,從而促進(jìn)柔性印刷電子技術(shù)的發(fā)展。而利用高質(zhì)量的RGO作為導(dǎo)電填料的來(lái)源,成本低,易于大規(guī)模、大面積制備,其具備了產(chǎn)業(yè)化的要素。
東南大學(xué)
2021-04-13