石墨刻字，石墨纸设备

新兴的印刷电子领域需要一系列功能材料，用于柔性大面积显示器、射频识别标签、便携式能量收集和存储、生物医学和环境传感器阵列以及逻辑电路等应用。为了实现这些技术，功能材料必须与适当的图案技术（例如喷墨、凹版印刷和柔版印刷）相结合。由于电导体是电子设备的核心部件，因此可印刷油墨领域的导电材料受到了极大的关注。常见的导电油墨可分为三类：贵金属、导电聚合物、碳纳米材料。本概述重点关注溶液处理的石墨烯基碳纳米材料导电油墨的子集。导电油墨不同类别的导电油墨具有独特的特性，使其适合特定的应用。在贵金属中，银因其高导电性和抗氧化性而成为最常用的印刷导体，这可以通过使用银纳米颗粒（目录号736465、736473、736481、736503 和736511）或银前体（目录号）来实现。号736465、736473、736481、736503 和736511）。编号745707）。这些油墨具有所有印刷材料中最高的导电率，但基于昂贵的前体。铜墨水也已被引入，但通常需要核壳纳米粒子设计或特殊的光子退火处理来创建导电图案。 PEDOT:PSS（目录号739316、768650、768642）等导电聚合物正在开发用于印刷电子应用。所有这些材料都具有低成本和合理的导电性，但化学稳定性和热稳定性有限。碳纳米材料，例如碳纳米管（目录号791490、791504 和792462）和石墨烯，是低成本的替代品，具有出色的环境稳定性和理想的导电性，以及适合各种应用的独特性能。碳纳米材料为印刷和柔性电子产品提供了许多机会。富勒烯、碳纳米管和石墨烯的sp 键结构所产生的电性能特别有前景，并已被用于薄膜晶体管(TFT)、电化学传感器、超级电容器和太阳能电池等众多应用中。石墨烯是一种二维sp2键合碳同素异形体，与单层石墨相当。石墨烯的高载流子迁移率、优异的热稳定性和化学稳定性以及固有的灵活性使其可用于印刷电子领域的许多应用，包括化学和热传感器、微型超级电容器和薄膜晶体管，这一点已经得到证实。将碳纳米材料与传统印刷技术相结合的一个基本挑战是生产适合不同沉积工艺的墨水。在这里，我们讨论使用聚合物稳定剂开发石墨烯墨水的最新进展，目的是开发由纯石墨烯制成的稳定且高浓度的墨水，具有可调的粘度和溶剂成分。欲了解更多信息，请访问默克生命科学官方网站：www.sigmaaldrich.cn 制造石墨烯为了制造石墨烯，许多策略已被证实，包括自下而上和自上而下的技术，例如化学气相沉积和外延生长。一直是。微机械剥离和溶液相剥离等方法。在这些方法中，最后一种方法为石墨烯的大规模生产提供了最具成本效益和可扩展的选择。最常见的石墨剥离方法使用氧化剂来生产氧化石墨烯，这会降低电子性能。另一方面，原始石墨烯可以通过超声波法或石墨-有机溶剂剪切混合法直接剥离，但最佳溶剂如N-甲基吡咯烷酮（NMP）和二甲基甲酰胺（DMF）价格昂贵，具有化学腐蚀性且困难。删除。这里强调的另一种技术是在廉价且无毒的溶剂（例如乙醇）中使用聚合物乙基纤维素（EC）。

该方法能够大规模、高效地生产适用于液相图案化技术的石墨烯。聚合物稳定剂能够使石墨烯在乙醇、萜品醇和环己酮等各种溶剂中稳定且高浓度地扩散。因此，该试剂提供了一种多功能的油墨开发方法，具有广泛可调的油墨特性，如固体含量、粘度、表面张力和蒸发速率，以满足不同印刷技术的具体要求。以这种方式生产的石墨烯薄片的典型厚度为1-3 nm，横向尺寸为50-100 nm。石墨烯薄片的代表性原子力显微镜(AFM) 图像和相应的粒径分布。基于这种材料，可以开发用于各种印刷工艺的油墨，如下所述。