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工程师们为可清洗的电子产品开发灵活的防水石墨烯电路ag88环亚国

来源:http://www.taxivugia.com 编辑:ag环亚娱乐平台 时间:2019/02/07

  纳米技术“将为自我清洁可穿戴/可清洗电子产品带来巨大价值,这些电子产品能够抵抗污渍,或形成冰和生物膜,”最近一篇描述这一发现的论文称。

  “我们正在采用低成本,喷墨打印的石墨烯,并用激光调整它来制作功能材料,”爱荷华州立大学机械工程助理教授乔纳森克劳森说,他是美国能源部艾美斯实验室的助理教授。该论文的相应作者最近刊登在纳米尺度期刊的封面上。

  该论文描述了Claussen和他的研究小组中的纳米工程师如何使用喷墨打印技术在柔性材料上创建电路。在这种情况下,墨水是石墨烯薄片 - 奇迹材料可以是电和热的强大导体,而且它强大,稳定和生物相容。

  然而,印刷的薄片不具有高导电性,必须进行处理以除去不导电的粘合剂并将薄片焊接在一起,提高导电性并使其可用于电子器件或传感器。

  后印刷过程通常涉及热量或化学品。但克劳森和他的研究小组开发了一种快速脉冲激光工艺,可以处理石墨烯而不会损坏印刷表面 - 即使它是纸张。

  现在,他们发现了他们的激光加工技术的另一个应用:采用石墨烯印刷电路,可以保持水滴(它们是亲水的),并将它们转变为排斥水的电路(它们是超疏水的)。

  “我们对喷墨印刷石墨烯的表面进行了微观图案处理,”克劳森说。“激光器使石墨烯片垂直对齐 - 就像小金字塔堆积起来一样。这就是诱导疏水性的原因。”

  Claussen说,可以调整激光加工的能量密度,以调整印刷石墨烯电路的疏水性和导电性。

  “我们有兴趣开发的产品之一是抗生物污染材料,”Loreen Stromberg说,他是一份论文的共同作者,也是爱荷华州机械工程和虚拟现实应用中心的博士后研究员。“这可以消除表面上生物材料的积聚,从而抑制化学或生物传感器等设备的最佳性能。”

  该技术还可应用于柔性电子产品,纺织品中的可清洗传感器,微流体技术,减阻,除冰,电化学传感器以及使用石墨烯结构和电子模拟生成干细胞以进行神经再生的技术。

  研究人员写道,应该进行进一步的研究,以更好地了解印刷石墨烯的纳米和微表面如何产生防水能力。

  目前的研究得到了美国国家科学基金会,美国农业部国家食品和农业研究所,Roy J. Carver慈善信托基金以及爱荷华州立工程学院和机械工程系的资助。

  爱荷华州立大学研究基金会正在努力为该技术申请专利,并将其选择为基于Ames的创业公司NanoSpy Inc.,以实现商业化。位于爱荷华州立大学研究园区的NanoSpy正在开发用于检测食品加工厂中沙门氏菌和其他病原体的传感器。Claussen和Stromberg是该公司的一部分。

  Stromberg说,石墨烯印刷,加工和调整技术非常有用。ag88环亚国际娱乐平台毕竟,“电子产品正融入一切。”