喷墨印刷石墨烯电子产品问世

石墨烯薄片添加进一种N -甲基吡咯烷酮溶剂，把这种东西放进打印机，可打印出一些电路和薄膜晶体管。




喷墨技术是一场革命。首先，有了数字图像印刷，更快更灵活，超过任何人的想象（虽然并不一定便宜）。

然后，又出现了三维打印，一层材料印到另一层上面，制成三维物体。这已经成为一种标准方法，以制备复杂的原型，而另一些人则用它来“打印”不同种类的巧克力，奶油和糖霜。

然后，又有一些团体把导电聚合物添加进油墨，用它们打印电路，印到柔性基板上。这些正在用来制成各种东西，从数码纸到一次性射频识别（RFID）标签都可以。它们基本上可以印在任何尺寸的基片上，不像传统的高性能电路，必须在特殊条件下制成，都是在数十亿美元的加工厂进行。

但是有一个问题。喷墨印刷电子产品性能较差，不如传统的集成电路，这一差别很显著，印刷薄膜晶体管只是比硅基模型更大更慢。所以，竞争已经开始，就是要提高它们的性能。

今天，安德烈•法拉利（Andrea Ferrari）和在英国剑桥大学（University of Cambridge）的同伴，展示了重要的一步。这些家伙已经找到一种方法，可取代或扩大这种导电聚合物，在这些油墨中采用石墨烯，就是现在的这种神奇材料。

不难明白其中原因。石墨烯的电子性质难以匹敌，也难以设法用于纳米电子学。但困难在于把它混合进油墨，便捷地形成小液滴，这种东西对于喷墨打印显然是必不可少的。

实质上，这就是法拉利和同伴取得的突破。他们已经找到一种方法，可以便捷地生产石墨烯，用化学方法从石墨块上切下薄片，进行过滤，以去除任何可能堵塞打印头的东西。

然后，他们把这些薄片添加进一种溶剂，这种溶剂称为N -甲基吡咯烷酮（NMP：N-Methylpyrrolidone），这可以最大限度地减少一些问题，如溶剂蒸发时可能会出现的咖啡环效应。

最后，他们把这种东西放进打印机，打印出一些电路和薄膜晶体管。

结果是令人鼓舞的。这种以石墨烯为基础的油墨，性能可匹配或超越今天可用的大多数其他油墨。这是非常好的，因为是第一次尝试，各种改善当然会随之而来。

“这就铺平了道路，可带来全印刷的柔性透明石墨烯装置，采用任何基板都行，” 法拉利和同事在他们的论文中总结说。这意味着，在未来的几个月和几年，我们在这一点上有望看到更多。

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