隨著印刷電子產業(yè)的蓬勃發(fā)展,尋找能夠盡可能滿足產品多項要求并且可以簡化工藝、控制成本的導電油墨已經(jīng)成為當下研究的熱點。石墨烯憑借自身出色的導電、熱力學、光學、機械性能,賦予了柔性電子產品更高的靈活性和易加工性,在保證導電性能的同時降低了成本。本文著重介紹了石墨烯及相關復合導電油墨研究的新進展;簡要介紹了石墨烯油墨的各項制備方法,并就石墨烯導電油墨附著在承印物上的最新技術,相關應用等問題進行了綜述。 

【文章來源】：功能材料. 2020,51(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

噴墨印刷示意圖[47]

其中機械分離法是最早出現(xiàn)的,可以獲得最佳質量的石墨烯,片狀尺寸不超過1 mm[10]。但是該方法耗時長、得率低,不適合用于大規(guī)模工業(yè)生產。此后出現(xiàn)的液相分離法被認為是生產優(yōu)質石墨烯的有效途徑,它是將石墨分散在特定的溶劑和表面活性劑中,通過液體物質覆蓋在石墨片層之間,降低表面的吉布斯函數(shù),瓦解片層之間存在的范德華力,在高剪切速率下剝落石墨片材,最終獲得石墨烯[11]。此外,化學氣相沉積法(CVD)也可以得到較高品質的石墨烯,這種方法是近十幾年發(fā)展得到的一種比較先進的方法,使用金屬表面對反應進行有效的催化,將碳氫化合物誘導為氣態(tài),后在金屬表面沉積為石墨烯[13],這種方法可以在金屬表面獲得大面積高質量石墨烯。在這些合成方法中,最為常見的還是氧化還原法(RGO),該方法是制備大量石墨烯的常規(guī)工藝之一[12]。氧化石墨烯通常可以通過肼(N2H4)、水合肼(N2H4·H2O)、抗壞血酸[14]、葡萄糖[17]、苯肼[18]、硼氫化鈉(NaBH4)[15]、氫碘酸(HI)[16]得到還原,但部分還原劑含有劇毒并且具有爆炸性,因此近年來尋找環(huán)保綠色的石墨烯合成方法也成為了研究熱點。缺點是氧化還原的石墨烯產物經(jīng)常是不完整的,會殘留一些氧,使得石墨烯結構發(fā)生改變,并且獲得的片材趨向于團聚。盡管如此,液相剝離法(LFE)、化學氣相沉積法(CVD)、氧化還原石墨烯(RGO)仍是目前滿足產品主流技術需求的合成方法,具有應用于大規(guī)模工業(yè)生產的潛力。2 石墨烯及其復合材料導電油墨

凹版印刷是使印版表面圖文部分凹陷,將油墨鋪滿表面,使用刮板將多余油墨刮去,再使用較大壓力將油墨轉移到承印物上的一種印刷方式。該種印刷方式可獲得較厚墨層,從而得到電導率高的成品,提供高分辨率的功能材料以及卷對卷沉積[22]。但由于石墨烯在普通有機溶劑中分散性差,并不能提供該種印刷方式的油墨配制,因此沒有成熟的工業(yè)應用。為了探索石墨烯油墨應用于此種印刷方式的可能性,Ethan 等人[45]將石墨烯及乙基纖維素粉末分散在乙醇以及萜品醇之中,配置用于大面積凹版印刷的油墨,通過萜品醇可控制油墨粘度,適應凹版印刷的特殊工藝。使得最終成品可得到30 μm 精細分辨率的連續(xù)線條,并且具有10 000 S/m 的高導電率。3.3 凸版印刷


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