未来导电油墨将颠覆电子领域

  导电油墨是一种由导电填料、连接剂、溶剂和助剂组成的导电性复合材料,归于功能性特种油墨,一般印刷于导电承印物上,具有传导电流、扫除静电荷积累的作用 。按照导电填料种类,大体上可将导电油墨分为贵金属系填充、非贵金属系填充及无机碳类填充导电油墨。

  贵金属系(金、银)导电油墨、非贵金属系(铜)导电油墨、碳系导电油墨都已成功使用于水晶和薄膜太阳能光电板、FRID、逻辑和记忆电路、触屏显示器、电子传感器以及智能包装等商业化领域中。可是,由金、银以及其它贵金属制成的导电油墨由于价格昂贵,使用规划受到必定约束。相比之下,碳系导电油墨具有成本低和功能安稳等优点,且不需求太多印后处理过程。因此,碳系导电油墨的开发和功能研讨引起了科研人员的广泛重视。


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  常用碳系导电油墨的填充材料首要有石墨、碳粉、碳纳米管、碳纤维和石墨烯等,其间根据石墨、碳粉的导电油墨尽管价格低廉,可是其电导率低,易因固化后收缩过大导致油墨层开裂,使其使用受阻 。以碳纳米管和石墨烯为代表的碳基纳米材料在导电油墨中的使用越来越受重视。与碳纳米管和碳纤维相比,石墨烯具有更大的比表面积(2630 m 2 /g),更为优异的电子传导功能(2×10 5 cm 2 /(V·s)) ,且在10~100 K 规划内并未表现出温度的依赖性,因此受到更多的重视。

  石墨烯常见的制备办法有微机械剥离法、化学剥离法、化学气相堆积法以及电弧放电法等。其间,微机械剥离法和化学气相堆积法制备的石墨烯尽管质量高,可是产量低,难以完成石墨烯的规划化制备;而化学剥离法尽管能够宏量制备石墨烯,可是氧化、超声以及后续复原往往会造成碳原子的缺失,使得石墨烯含有较多缺点,导电性变差;由电弧放电法制备的石墨烯,不只具有高达600℃以上的氧化温度、高的结晶性和纯度,并且能够在实验室中完成石墨烯样品的克量级制备,乃至有望放大为公斤级乃至吨级的工业规划,现在已逐渐成为制备高质量石墨烯的首要办法。

  为了完成高电导率导电油墨的规划化制备,满足其在印制电子器材中的需求,本工作采用电弧放电法制备的石墨烯为导电填料,希望能够解决传统办法中导电填料成本高、电导率低一级问题,从而为未来石墨烯导电油墨在电子器材和储能器材中的使用提供必定基础。