高新能石墨烯導電油墨制備
成果介紹目前,石墨烯基墨水的制備主要有兩種方案。一種是以氧化石墨烯為前驅體制備墨水,噴墨打印后對絕緣的氧化石墨烯圖案進行還原得到還原的氧化石墨烯進而恢復其電性能。另一種方案是以石墨烯為導電墨水的溶質,加入分散劑、粘結劑、導電助劑等配置墨水實施打印。由于第一種方案中采用的柔性基底承受溫度一般在400℃以下,導致其導電性無法進行大幅度提高,而較高的溫度是修復缺陷的有效方法,所以本產品是通過調配低缺陷的RGO、粘結劑、導電助劑、溶劑等成分來制備石墨烯基導電墨水。本產品將石墨烯優異的物理性質與印刷電子高效、綠色、大面積以及低成本等優勢相結合,制備了一種導電性、成膜性優異的石墨烯基墨水。技術創新點及參數本產品采用高分子材料(如PET、PDMS、SEBS等)作為柔性基底,選用上述體系的導電墨水通過印刷或噴墨打印的方式制備高導電、尺寸可調、形狀可調的石墨烯基導電材料。簡單綠色的制備工藝、優異的導電性使其適用于多個領域,如對高分子基底表面進行等離子親水性處理制備均勻且靈敏的傳感器,以疊層的形式貼合在皮膚表面,以織物中RFID為接收器,用以監測人體的呼吸、運動以及心率,保證人們的生命安全;還可以憑借其較低的表面方阻、大尺寸可共形的特點用于大型通訊設備或可穿戴通訊設備的電磁防護。市場前景導電墨水主要分為金屬系導電墨水和碳系導電墨水等,目前市場上使用最多的是銀納米材料的導電墨水,但其原料價格過于昂貴; 而銅系導電墨水雖然原料價格相對較便宜,但容易被氧化的性質也在一定程度上限制了其應用。目前市售的碳系墨水電阻率普遍偏高。利用石墨烯制備高性能的網版印刷墨水有望獲得與銀導電墨水相當的導電性、更好的易用性和穩定性,同時降低墨水成本,從而促進柔性印刷電子技術的發展。而利用高質量的RGO作為導電填料的來源,成本低,易于大規模、大面積制備,其具備了產業化的要素。實施條件未來,利用石墨烯制備高性能的網版印刷油墨有望獲得與銀導電油墨相當的導電性、更好的易用性和穩定性,同時降低油墨成本,從而促進柔性印刷電子技術的發展。而利用高質量的RGO作為導電填料的來源,成本低,易于大規模、大面積制備,其具備了產業化的要素。
東南大學
2021-04-13