石墨烯有助于推动可穿戴电子设备

     剑桥大学的一个研究小组与和意大利的同行展示了如何将石墨烯直接印刷到织物上以提供集成的电子电路的方法,这些集成的电子电路可以灵活装配,并且可以在洗衣机中持续运行20个循环。基于标准的加工技术,该方法揭示了如何结合水洗工艺,从而将可伸缩和透气的完全集成电子线路应用到织物中。其具有很大的商业潜力,比如可以应用于可穿戴式能量收集和储存,以及军用服装和可穿戴的计算。
 
  Felice Torrisi:“由于纳米技术的存在,未来我们的服装可以是基于电子产品的纺织品,如显示器或传感器,它将有利于人机互动。”
 
  研究表明,这是基于以前印刷电子石墨烯产品的配方,该团队在Nature Communications[Careyetal. Nat. Commun. (2017) DOI: 10.1038/s41467-017-01210-2]中发表,电路采用低成本,安全环保的油墨生产,印刷采用标准喷墨印刷技术。随着石墨烯和其他相关的二维油墨材料被用于电子元件和设备集成到织物中,它们逐渐被认为是智能纺织品行业进步的关键,可扩展喷墨印刷的技术是可以直接印刷到聚酯织物上的低沸点油墨的关键。
 
  Roman Sordan说:“数字纺织品印花技术已经有几十年的历史,不过这次的结果是我们次证明了这种技术也可以用来在纺织品上印刷整个电子集成电路。”
 
  目前安装在衣服上的电子设备取决于安装在塑料、橡胶或纺织品上的刚性。有些电子元件,由于其与皮肤具有相容性而受到限制,所以在洗涤时会受到损坏。由于二维材料墨水的质量低,以及分层排列的复杂性和缺乏性,本应可在室温和应变下工作的介电二维材料油墨,已经成为制造具有完全印刷的2D异质结构的纺织品上的电子器件的制约因素。它们需要坚固并且可重复的多层印刷,包括有源通道,介质层和导电接触层。
 
  然而,小组认为这个新的过程是可扩展的,可穿戴电子设备在复杂性和实用性等方面的发展并没有很大的局限。正如共同作者Roman Sordan所说:“数字纺织品印花,在纺织品上印刷简单着色剂的技术已有数十年的历史,不过我们的结果次证明了这种技术也可用于纺织品上印刷整个电子集成电路。”


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