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石墨烯墨水打印出射頻天線 成本低廉可大批量生産

摘要:科學家将石墨烯材料的應用又向前推進了一大步。英國曼徹斯特大學研究人員與石墨烯生産商BGT材料有限公司合作,用壓縮石墨烯墨水打印出射頻天線。這種天線靈活、環保,可廉價大批量生産,能夠應用在無線射頻識别(RFID)标簽和無線傳感器上,該成果發表在最近一期《應用物理快報》上。 自從2004年石墨烯第一次被分離出來,其神奇的性能一直被廣泛深入地研究。
石墨烯墨水打印出射頻天線
成本低廉可使RFID标簽随處可用
第一個商業石墨烯産品是導電油墨,可以用于印刷電路和其他電子元器件。石墨烯油墨成本低且很柔軟,比其他如納米金屬粒子導電油墨的性能還要強大很多。
為了讓石墨烯片層更好地溶于墨水,有時候會在其中添加黏結劑幫助墨水凝固。這種石墨烯墨水必須經過高溫退火才能達到使用目的,然而退火過程會破壞打印石墨烯的材料——紙張或塑料表面。
據物理學家組織網5月20日報道,研究人員發現了一個不需黏合劑就可增加石墨烯墨水導電性的方法。他們首先進行打印,然後幹燥墨水,接下來用滾筒壓制,就像用壓路機反複碾壓新鋪的路面那樣。
實驗結果顯示,壓縮墨水的導電率提高了50倍,石墨烯層壓闆也比以往摻了黏合劑的石墨烯墨水導電快兩倍。研究人員稱:“高導電性讓無線射頻輻射更有效率,這是試驗中最令人興奮的方面。”在紙和塑料等廉價靈活的材料上印刷電子技術,意味着RFID标簽等無線技術更加無處不在,從一頭牛到一個汽車零件,随處都可應用。
目前,大多數商用RFID标簽由金屬鋁和銅組成,材料昂貴、制作過程複雜,而基于石墨烯的RFID标簽能夠大幅度降低材料成本。該研究團隊已經開始計劃開發石墨烯RFID标簽,以及傳感器和可穿戴電子産品了。
總編輯圈點
石墨烯時代能否颠覆矽時代?除了取決于石墨烯自身具有的多種優異性能,更為關鍵的是将這些性能發揮出來的制造工藝,可以讓石墨烯在更大面積上保持導電性和機械性等。石墨烯墨水并不新鮮,因其成本低、印刷面積大且可适用于柔性基底,一直備受追捧,不斷有改良方法出現。本研究将石墨烯打印技術又向前推進了一步。當前正處于向可穿戴設備和下一代信息技術過渡的時期,希望強烈的市場需求能促使該技術迅速走向成熟。

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