印刷石墨烯使“纸电子”成为可能

石墨烯是一种神奇的材料：这种碳蜂窝结构只有一个原子厚。它具有很好的导电和导热性能;它强大而又稳定。但研究人员一直都苦于无法将其从用于研究材料特性的实验室小样品推进到可以用于实际应用的更大片的样品。

石墨烯印刷问题凸显

最近的用喷墨打印机来打印多层石墨烯电路和电极的项目使得工程师们考虑将它用于柔性可穿戴的低成本电子产品上。例如，我们可以制造尺寸足够大的用于葡萄糖传感器的石墨烯。

但是现有的技术存在着一些问题。石墨烯被印刷之后，必须要进行处理以提高导电性和设备的性能。这通常意味着高温或化学物质——这两者都可能会使塑料薄膜或者纸张等柔性或一次性的印刷表面劣化。

低成本的石墨烯应用

科研人员出了利用激光来处理石墨烯的想法。结果证明是可行的，用脉冲激光工艺对喷墨印刷的多层石墨烯电路和电极进行处理提高了导电性，而不会损坏纸张，聚合物或其他脆弱的印刷表面。这将创造一种将石墨烯生产进行商业化和规模化的方式。

这个项目的突破是将喷墨印刷的石墨烯转化为可用于新应用的导电材料。这些应用可能包括用于生物应用的传感器，储能系统，导电元件，甚至是基于纸张的电子产品。工程师们开发了计算机控制的激光技术，其可以选择性地照射喷墨印刷的石墨烯氧化物。该处理移除了油墨粘合剂，并减少了石墨烯上的石墨烯氧化物——从物理上将数以百万计的小石墨烯薄片拼接了起来。该工艺使电导率提高了超过一千倍。

这项工作不仅为基于纸质的含有石墨烯电路的电子产品铺平了道路，根据研究人员介绍，它还使可用于包括传感器，生物传感器，燃料电池以及(医疗)设备等无数应用的低成本一次性的基于石墨烯的电极成为可能。