(Phys.org) —Stel je een buigbare tablet voor of een elektronische krant die kan worden opgevouwen om in een zak te passen.

De technologie voor deze apparaten is misschien niet zo ver weg. Onderzoekers van de Northwestern University hebben onlangs een op grafeen gebaseerde inkt ontwikkeld die zeer geleidend is en bestand is tegen buigen, en ze hebben het gebruikt om grafeenpatronen te inkjetprinten die kunnen worden gebruikt voor uiterst gedetailleerde, geleidende elektroden.

De resulterende patronen zijn 250 keer beter geleidend dan eerdere pogingen om op grafeen gebaseerde elektronische patronen af ​​te drukken en kunnen een stap zijn in de richting van goedkope, opvouwbare elektronica.

Een paper waarin het onderzoek wordt beschreven, "Inkjet printen met hoge geleidbaarheid, Flexibele grafeenpatronen, " werd op 8 april gepubliceerd in de Journal of Physical Chemistry Letters .

"Grafeen heeft een unieke combinatie van eigenschappen die ideaal is voor de volgende generatie elektronica, inclusief hoge elektrische geleidbaarheid, mechanische flexibiliteit, en chemische stabiliteit, " zei Mark Hersam, hoogleraar materiaalkunde en techniek aan de McCormick School of Engineering and Applied Science in Northwestern. "Door een inkjet-printbare inkt te formuleren op basis van grafeen, we hebben nu een goedkoop en schaalbaar pad om deze eigenschappen in real-world technologieën te exploiteren."

Inkjetprinten is eerder onderzocht als een methode voor het vervaardigen van transistors, zonnepanelen, en andere elektronische componenten. Het is goedkoop, in staat om grote gebieden te printen, en kan patronen maken op verschillende ondergronden, waardoor het een aantrekkelijke optie is voor elektronica van de volgende generatie.

Inkjetprinten met grafeen - ultradunne koolstofvellen met uitzonderlijke sterkte en geleidbaarheid - is veelbelovend, maar het is een uitdaging gebleven omdat het moeilijk is om voldoende grafeen te oogsten zonder de elektronische eigenschappen ervan in gevaar te brengen. exfoliërend, of uiteenvallen, materialen zoals grafiet vereisen vaak oxiderende omstandigheden die het resulterende grafeenoxidemateriaal minder geleidend maken dan pure koolstof. Ongerept, niet-geoxideerd grafeen kan worden bereikt door afschilfering, maar het proces vereist oplosmiddelen waarvan de residuen ook de geleidbaarheid verminderen.

De Noordwest-onderzoekers hebben een nieuwe methode ontwikkeld voor de massaproductie van grafeen die zijn geleidbaarheid behoudt en bij kamertemperatuur kan worden uitgevoerd met ethanol en ethylcellulose om grafiet te exfoliëren. Dit relatief schone proces minimaliseert residuen en resulteert in een poeder met een hoge concentratie grafeenvlokken ter grootte van nanometers, die vervolgens wordt gemengd in een oplosmiddel om de inkt te maken.

De onderzoekers toonden aan dat ze de inkt in meerdere lagen printen, elk 14 nanometer dik, om precieze patronen te creëren. De geleidbaarheid van de inkt blijft vrijwel onveranderd, zelfs als ze in hoge mate gebogen zijn, wat suggereert dat grafeeninkten in de toekomst kunnen worden gebruikt om opvouwbare elektronische apparaten te maken.