Un método de bajo costo y alta velocidad para imprimir tintas de grafeno usando un proceso convencional de impresión de rollo a rollo, como el que se usa para imprimir periódicos y paquetes crujientes, podría abrir una amplia gama de aplicaciones prácticas, incluida la electrónica impresa de bajo costo, embalaje inteligente y sensores desechables.
Desarrollado por investigadores de la Universidad de Cambridge en colaboración con la empresa de tecnología con sede en Cambridge Novalia, el método permite que el grafeno y otros materiales conductores de electricidad se agreguen a las tintas convencionales a base de agua y se impriman utilizando equipos comerciales típicos, la primera vez que el grafenose ha utilizado para imprimir en una imprenta comercial a gran escala a alta velocidad.
El grafeno es una lámina bidimensional de átomos de carbono, de un solo átomo de espesor. Su flexibilidad, transparencia óptica y conductividad eléctrica lo hacen adecuado para una amplia gama de aplicaciones, incluida la electrónica impresa. Aunque se han demostrado numerosos prototipos de laboratorio en todo el mundo, el uso comercial generalizado de grafeno aún no se ha realizado.
"Nos complace ser los primeros en acercar las tintas de grafeno a la fabricación en el mundo real. Hay muchas empresas que han producido tintas de grafeno, pero ninguna de ellas lo ha hecho en una escala similar a esta", dijo el Dr. TawfiqueHasan, del Cambridge Graphene Center CGC, quien desarrolló el método. "Ser capaz de producir tintas conductoras que se puedan utilizar sin esfuerzo para imprimir a escala comercial a una velocidad muy alta abrirá todo tipo de aplicaciones diferentes para el grafeno y otrosmateriales similares "
"Este método nos permitirá poner los sistemas electrónicos en formas completamente inesperadas", dijo Chris Jones de Novalia. "Es una tecnología habilitadora increíblemente flexible".
El método de Hasan, desarrollado en el Centro de Nanociencia de la Universidad, funciona suspendiendo pequeñas partículas de grafeno en una mezcla de solvente 'portador', que se agrega a las formulaciones de tinta conductiva a base de agua. La proporción de los ingredientes se puede ajustar para controlar el líquidopropiedades, lo que permite que el solvente portador se mezcle fácilmente en una tinta conductiva convencional a base de agua para reducir significativamente la resistencia. El mismo método funciona para materiales distintos al grafeno, incluidas las nanopartículas metálicas, semiconductoras y aislantes.
Actualmente, los patrones conductores impresos utilizan una combinación de carbono poco conductor con otros materiales, más comúnmente plata, que es costosa. Las tintas a base de plata cuestan £ 1000 o más por kilogramo, mientras que esta nueva formulación de tinta de grafeno sería 25 veces más barata.Además, la plata no es reciclable, mientras que el grafeno y otros materiales de carbono pueden reciclarse fácilmente. El nuevo método utiliza solventes baratos, no tóxicos y ecológicos que se pueden secar rápidamente a temperatura ambiente, reduciendo los costos de energía para el curado de la tinta.la 'tinta eléctrica' también es resistente al agua y se adhiere a su sustrato extremadamente bien.
Las tintas a base de grafeno se han impreso a una velocidad de más de 100 metros por minuto, lo que está en línea con las tasas de producción comercial para la impresión de gráficos, y mucho más rápido que los prototipos anteriores. Hace dos años, Hasan y sus colegas produjeron unprototipo de un piano transparente y flexible con tintas a base de grafeno, que tardó entre seis y ocho horas en fabricarse. Mediante el uso de esta nueva tinta, se pueden fabricar dispositivos más versátiles en papel o plástico a una velocidad de 300 por minuto, aun costo muy bajo. Novalia también ha producido una plataforma de DJ impresa y un póster interactivo, que funciona como un kit de batería usando el mismo método.
Hasan y los estudiantes de doctorado Guohua Hu, Richard Howe y Zongyin Yang del grupo de Ingeniería de Nanomateriales Híbridos en CGC, en colaboración con Novalia, probaron el método en una imprenta comercial típica, que no requirió modificaciones para imprimir con la tinta de grafenoAdemás de las nuevas aplicaciones, el método se abrirá para el grafeno, también podría iniciar oportunidades comerciales completamente nuevas para las impresoras gráficas comerciales, que podrían diversificarse en el sector de la electrónica.
"El Reino Unido, y el área de Cambridge en particular, siempre ha sido fuerte en el sector de la impresión, pero principalmente para la impresión y el empaque de gráficos", dijo Hasan, miembro de la Royal Academy of Engineering Research Fellow y profesor universitario en el Departamento de Ingeniería."Esperamos utilizar esta sólida experiencia local para expandir nuestra plataforma de tinta funcional. Además de productos electrónicos imprimibles más baratos, esta tecnología abre áreas de aplicación potenciales, tales como envases inteligentes y sensores desechables, que hasta la fecha han sido en gran parte inaccesibles debido al costo".
En el corto a mediano plazo, los investigadores esperan usar su método para hacer biosensores, recolectores de energía y etiquetas RFID desechables e impresos.
La investigación fue apoyada por subvenciones de la Cuenta de Aceleración de Impacto del Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas y una beca de la Real Academia de Investigación de Ingeniería. La tecnología está siendo comercializada por Cambridge Enterprise, el brazo de comercialización de la Universidad.
Video: media / 2092593 "href =" http://sms.cam.ac.uk/media/2092593 "> http://sms.cam.ac.uk/media/2092593
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :