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HDPlas™工艺,可使石墨烯有效分散并允许改善电性能

2022-07-21 09:5214120
目前,人们已将石墨烯材料制备成石墨烯导电油墨,未来它可以应用于电化学生物传感器,包括免疫传感器、酶传感器、生物小分子传感器、适配体传感器、DNA传感器等。



 
石墨烯材料,在电化学生物传感器的研究过程中,是理想的导电材料。先,石墨烯拥有高比表面积,具有比其他类似电极材料更高、更均匀的电化学活性位点数,对局部环境条件的变化高度敏感。同时,石墨烯表面的所有碳原子,都能直接与生物分子反应,使其拥有比硅纳米线或碳纳米管(CNTs)更高的灵敏度,从而有助于电化学生物传感器的制备和改进。
 
石墨烯是一种由碳原子,以sp2杂化连接而成的单原子层组成的二维蜂窝状物质,厚度仅为0.34nm,而其超大的比表面积可达2630m2/g。石墨烯拥有优异的导电性,室温下其电子迁移率高达15000cm2/(V·s);良好的导热性,导热率为3000W/(m·k);超强的力学性能,杨氏模量达1.0TPa,破坏强度为42N/m;极强的透光性,对自然光的吸收率只有2.3%左右;以及具有良好的生物相容性。鉴于石墨烯独特的性能优势,石墨烯衍生物及功能化复合材料成为电化学生物传感器领域研讨开发的热点问题。
 
但是,目前受石墨烯分散工艺的影响,结构完整的石墨烯具有完美的苯环结构,使其化学耐久性极高,因此,造成了石墨烯在水和有机溶剂中的溶解分散性不佳。同时,石墨烯片层间存在较强的范力和π-π相互作用,容易遇到不可逆团聚,导致其有效比表面积及离子电导率减小,电催化活性能下降,直接限制了石墨烯的应用范围,因此,石墨烯的功能化改性对扩展其应用至关重要。
 
导电油墨,在各种传统和柔性电子器件的制造中,都起着至关重要的作用,随着石墨烯导电油墨技术的发展成熟,发现制备出地石墨烯比表面积越大、机械强大,导电性和导热性越好。
 
因此,为解决石墨烯分散性差、导热不均匀,以及多孔聚氨酯(PU)溶液对环境的影响等问题。Haydale与威尔士印刷和涂料中心 (WCPC) 共同研发的一款高性能导电油墨。通过特有的HDPlas™工艺,该工艺促进纳米材料的有效分散,并允许改变表面化学以改善物理和电性能。
 
大连义邦Haydale石墨烯导热油墨,可增强导电性,促进更快的电荷传输和更高的灵敏度。经测试,与树脂的分散率可达100%,同时具有低阻值、高附着力。适用于目前主流设计需求,方阻10Ω/sq.对应厚度25μm。固体含量37-41%,铅笔硬度3H-5H,附着力3B-4B(ASTM D3359等级),湿膜厚度13μm,干膜厚度7μm。
 
目前,导电油墨,未来可广泛应用于电化学生物传感器,以及5G、可穿戴电子、皮肤贴片、数字化设备和汽车等。
 
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