文/陳根
柔性電子技術在生物傳感器、電子皮膚、能量儲存等領域有著廣泛的應用。在柔性電子技術的最新進展裡,生產這種設備包括可以在表面繪製電路的筆,而不需要印表機。這些鋼筆可以在各種紋理上寫字,有些甚至可以在不適合印刷的粗糙或不規則的表面上畫畫。然而,由於筆尖會堵塞,因此,很難使原子筆保持良好的電路書寫性能。
基於此,導電油墨成為表面印刷柔性電子線路的好工具。但是,受技術制約,這些墨水將十分昂貴,並且在某些材料上不起作用。
現在,一份在美國化學協會(ACS)《應用電子材料》雜誌上的報告稱,已有研究人員開發出廉價的導電墨水,用於無堵塞原子筆,可以讓用戶在幾乎任何地方「書寫」電路,甚至在人體皮膚上。
科學家們在先前工作的基礎上,開發了一種水基油墨,其中含有由石墨烯納米片、多壁碳納米管和炭黑組成的導電碳顆粒。
隨後,研究人員以馬來酸酐改性松香樹脂為粘結劑,降低油墨的固含量和粘度;以黃原膠穩定分散性,防止碳從油墨中析出。研究人員還優化了導電粒子相對於筆尖的粘度和大小,以創建一個系統,在平坦和不規則的表面(甚至絲瓜)上提供穩定和平滑的書寫性能。
研究人員指出,這種墨水在靜置12小時後保持穩定,在使用過程中不會釋放有害氣體,而且成本比文獻中報導的其他墨水要低得多。這種筆可以用來在柔軟的基底或人體皮膚上繪製靈活的、可穿戴的電子設備。