如何生产低成本石墨烯导电油墨?

  石墨烯油墨是石墨烯薄片在溶剂中的分散体,可以经过喷涂、丝网印刷、喷墨印刷和刮刀涂布技能很容易地构成图画。在打印天线领域,喷涂是一种较少报导的办法,因为薄膜缺少平整度。喷墨打印法与刮刀涂布法是互补的,前者具有较高的精度和较高的本钱,而后者则相反。

此外,喷墨打印需要屡次打印才能取得低的薄层电阻,这需要花费更多的时间,对大规模出产来说是不行行的。考虑到本钱、印刷精度和表面电导率等要素,丝网印刷技能是工业规模化出产导电油墨的最佳挑选。然而,现在很少看到有报导利用丝网印刷制备石墨烯的天线,这是因为现在大多数制备石墨烯油墨办法必须运用有机溶剂,例如N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)和二甲基甲酰胺(DMF)。它们具有毒性,制备出的油墨浓度低,不行继续,无法用于工业规模出产。


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  在液相剥离石墨烯制备油墨中利用一种了纤维素衍生的溶剂二氢乙烯基葡萄糖酮(Cyrene)作为溶剂,它不只无毒,环保且可继续,而且还可以供给更高浓度的石墨烯油墨,从而显著下降大规模出产的本钱。在这项工作中,开发了低本钱,环保且可继续的高导电性石墨烯油墨(10 mg mL -1),并进一步浓缩至70 mg mL -1用于丝网印刷。

  作为关键的使用示范,一种打印的无石墨烯无线无电池体温传感器、RFID标签和RF能量搜集体系,用于为可以感应电阻和电容传感器的无电池设备供电,阐明低本钱、屏幕印刷的石墨烯可穿戴设备在物联网使用中的潜力,例如医疗保健和健康监测,也表现了可继续性和可处置性,所有这些都是进入大规模出产市场的关键要素。


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