二维材料包裹液滴以利用电子特性

1分钟读

苏塞克斯大学(Sussex University)的物理学家开发了一种将2D材料包裹在液滴周围的方法,以利用它们的电子特性,这一进步在印刷电子产品和可穿戴医疗设备方面具有潜在应用价值。

二维材料
石墨烯包裹的乳状液滴沉积在单液滴薄膜电子器件电极上(图片来源:苏塞克斯大学材料物理组)

科学家们在之前工作的基础上,将乳液滴包裹在石墨烯和其他2D材料中,将涂层降低到原子级的纳米薄片层。在此过程中,他们能够创造出导电液体乳液,这是有史以来负载最低的石墨烯网络,体积%为0.001。

根据苏塞克斯大学的研究,这意味着后续的液体电子技术——监测物理性能和健康的应变传感器,用乳剂滴打印的电子设备,甚至可能更高效、更持久的电动汽车电池——将更便宜、更可持续,因为它们将需要更少的石墨烯或涂在液滴上的其他2D纳米薄片。

更多来自电子和通信

值得注意的是,科学家们现在可以使用任何液体(之前的研究主要集中在油和水)制造这些电子液滴网络,因为他们已经发现了如何控制哪些液滴包裹在石墨烯中,因此可以根据所需的应用专门设计乳液。该团队的研究结果发表在ACS Nano

在一份声明中,苏塞克斯大学数学与物理科学学院材料物理学研究员、该论文的第一作者肖恩·奥吉维博士说:“石墨烯等二维材料的潜力在于其电子性能和可加工性;我们开发了一种工艺,利用纳米片分散体的表面积,用超薄涂层稳定乳液滴。

“这些乳液的可调性使我们能够将2D材料包裹在任何液滴周围,利用它们的电子特性。这包括乳液油墨,我们发现液滴可以在没有咖啡环效应的情况下沉积,咖啡环效应会阻碍传统功能油墨的打印,这可能使打印晶体管和其他电子设备的单液滴薄膜成为可能。

“我们研究小组的另一个令人兴奋的进展是,我们现在还可以针对特定应用设计和控制我们的乳液,如包裹软聚合物,如硅胶,用于可穿戴应变传感器,在低石墨烯负载下表现出更高的灵敏度,我们还在研究电池电极材料的乳液组装,以增强这些储能设备的鲁棒性。”