陳根:低成本導電油墨開發,助力印刷柔性電子線路

2021-01-10 陳根

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。

相關焦點

  • 導電銀漿在柔性印刷電子中的應用
    SMM10月27日訊:在2020中國國際白銀產業鏈高峰論壇暨中國白銀市場應用研討會上,中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員周春山帶來了導電銀漿在柔性印刷電子中的應用主題發言。周春山表示印刷電子技術相比傳統技術來說有多個優勢:工藝簡單,工序少;新產品、新應用(傳統技術無法實現);增材製造(環保、無汙染);低成本(工藝環節簡單、生產效率高);柔性化(適用各種基材)和大面積(可卷對卷印刷生產)等。印刷電子技術關鍵點主要是納米新材料 + 材料處理工藝。
  • 【白銀會議】導電銀漿在柔性印刷電子中的應用__上海有色網
    SMM10月27日訊:在2020中國國際白銀產業鏈高峰論壇暨中國白銀市場應用研討會上,中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員周春山帶來了導電銀漿在柔性印刷電子中的應用主題發言。、柔性化、低成本製備電子系統的大門。
  • 用納米銅油墨印刷RFID標籤天線
    在電子行業中 ,製造導電線路是必需的 ,也是至關重要的。印刷線路板 (PCB)和柔性電路板 (FPCB)、電子標籤 (RFID)採用刻蝕技術製作電路圖案 ,這是目前的主流技術 ,但存在工藝流程長、廢料廢水多和不環保的缺點,業界一直在尋找替代的方法。
  • 【乾貨】石墨烯導電油墨——21世紀革命性的印刷材料!
    由此可見,對導電油墨的研發具有重要的實際意義和巨大的經濟價值。目前已有大量文獻涉及到納米金屬導電油墨的研究,及其在導電電極、光電子器件、射頻識別、生物傳感器等柔性電子領域的應用。以碳納米管和石墨烯為代表的碳基納米材料在導電油墨中的應用越來越受關注。
  • 導電油墨的用途和前景
    隨著科學技術的迅猛發展,油墨跨出了狹隘的印刷領域.延伸到了電路板、電子開關、電子紙等前人未曾涉足過的領域 —— 這就是導電油墨。
  • 諾獎得主最新成果:一種高效率低成本生產石墨烯導電油墨的新技術!
    近日消息,位於曼徹斯特大學的研究人員提出了一種生產石墨烯印刷電子產品的低成本方法,可大大提高導電石墨烯油墨的生產效率並降低成本。  印刷電子產品為信息技術在日常生活中的滲透提供了突破。印刷電子電路的可能性將進一步促進物聯網應用的普及。用於電子應用的印刷導電油墨的開發迅速發展,擴大了在電晶體,傳感器,天線RFID標籤和可穿戴電子設備中的應用。
  • 導電油墨技術與產品應用方向
    【維文信】導電油墨為使用於印刷電路板、薄膜式開關、ITO觸控屏幕製程、RFID電子卷標等電子信息產品,相較製作印刷電路板,使用導電油墨可以在軟性基材上印刷使用
  • 印刷和柔性電子應用的廣泛材料進行了全面研究
    從有機半導體到量子點,從碳納米管到導電粘合劑等創新材料,是實現眾多印刷和柔性電子器件的關鍵基礎。IDTechEx通過對該領域主要廠商的深入分析,剖析了各種材料的商業應用前景及挑戰,並按材料類型和應用提供了詳盡的10年期市場預測。 自2002年以來,IDTechEx一直在研究新興的印刷電子市場。
  • 陳根:低廉導電墨水,可書寫電路和皮膚的科技墨水
    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。新型導電油墨的開發顯得至關重要。
  • 外媒:科學家研發出新型油墨有望列印柔性儲能元件
    據外媒報導稱,近日,來自愛爾蘭德雷塞爾大學和三一學院的研究人員使用一種名為MXene的高導電碳基2D材料開發出用於噴墨印表機的油墨有望列印出柔性儲能元件這種墨水。從最近研究結果顯示,這種墨水可以用於列印任何尺寸或形狀的柔性儲能元件,比如超級電容器。
  • 石墨烯導電油墨等新材料競相亮相
    【PDF版】      「我們團隊的目標是把基於電子領域的石墨烯導電油墨等新材料
  • 美國提出五年共915萬美元資助生物基油墨的印刷電子應用項目
    美國提出五年共915萬美元資助生物基油墨的印刷電子技術與應用項目研究人員將使用一項新的高級製造補助金來開發使用植物性油墨的技術,以印刷低成本,可生物降解和可回收的傳感器和電池電子產品。他將與一名博士生一起開發使用基於生物的石墨烯墨水來印刷傳感器電子設備的技術。該贈款將在五年內提供約441,600美元,以支持愛荷華州立大學的研究。該項目被稱為MADE-PUBLIC,"使用生物基和本地可識別化合物通過印刷製造先進的電子產品"。克勞森說,這筆贈款將支持他的實驗室開發和測試各種印刷電化學傳感器。
  • 一文了解石墨烯導電油墨的製備、應用和市場前景!
    目前市售的碳系油墨電阻率普遍偏高。利用石墨烯製備高性能的網版印刷油墨有望獲得與銀導電油墨相當的導電性、更好的易用性和穩定性,同時降低油墨成本,從而促進柔性印刷電子技術的發展。近幾年,隨著材料科學技術的發展,新型電子印刷技術也在不斷進步,柔性印刷電路的基材已不僅局限於塑料基材,紙張、紡織品、矽橡膠和超薄玻璃都可用於柔性電子器件的製造和電路的塗覆。
  • 淺析透明導電油墨中的導電溶質和溶劑
    隨著有機電子學的快速發展,有機電子器件,特別是基於液相法製備的電子器件迎來了快速的發展。印刷作為一種成熟的方案,具有工藝簡單、快速製備以及成本低廉等優勢。而通過印刷的方式即可實現電子器件的製備,這即為印刷電子技術。印刷電子的關鍵在於材料的選擇和墨水的配置,特別是隨著納米技術和有機電子學的快速發展,很多功能性材料都可以配置成墨水,通過印刷方式製備成功能性薄膜。
  • 導電「油墨」列印柔性儲能元件,想要多大打多大
    德雷克塞爾大學和三一學院的研究人員開發的導電油墨,可用於噴墨列印儲能設備。sciencedaily.com網站4月17日報導,《自然通訊》雜誌發文稱,愛爾蘭德雷克塞爾大學和三一學院的研究人員利用二維導電材料MXene,製造了可用於噴墨列印的「導電墨水」。這種導電墨水可以用於列印包括超級電容器在內的任意尺寸或形狀的柔性儲能元件。導電油墨技術已經誕生近10年,它背後的市場估值高達數億美元。
  • RFID電子標籤天線的種類與發展趨勢
    蝕刻技術生產的天線可以運用於大量製造13.56M、UHF頻寬的電子標籤中,它具有線路精細、電阻率低、耐候性好、信號穩定等優點。印刷法印刷天線是直接用導電油墨(碳漿、銅漿、銀漿等)在絕緣基板(或薄膜)上印刷導電線路,形成天線的電路。
  • 柔性電子崛起 | 一文讀懂柔性透明導電膜!
    柔性電子崛起的產業趨勢已日趨明朗,柔性顯示器、柔性照明、柔性太陽能電池、柔性傳感器等產品已經逐漸從實驗室走向市場。在這產業趨勢之下,具有可撓性、高光穿透度、高導電度的軟性透明導電膜是許多柔性光電產品的基礎。 因此,柔性透明導電膜將會成為柔性光電產品的戰略性材料。
  • 柔性電子常用材料是那些柔性電子那應用在那些行業
    尤其在紫外光下粘附區和非粘附區分明的特性使其表面可以很容易地粘附電子材料。 PET雖然轉化溫度低,約70~80℃之間,但是PET價格低廉,光穿透性佳,是透明導電膜性價比很高的材料。對於現代印刷工藝而言,導電材料多選用導電納米油墨,包括納米顆粒和納米線等。金屬的納米粒子除了具有良好的導電性外,還可以燒結成薄膜或導線。  有機材料 大規模壓力傳感器陣列對未來可穿戴傳感器的發展非常重要。基於壓阻和電容信號機制的壓力傳感器存在信號串擾,導致了測量的不準確,這個問題成為發展可穿戴傳感器最大的挑戰之一。
  • RFID電子標籤天線有哪一些種類
    一直以來,標籤天線的開發基於的是50或者75歐姆輸入阻抗,而在RFID應用中,晶片的輸入阻抗可能是任意值,並且很難在工作狀態下準確測試,缺少準確的參數,天線的設計難以達到最佳。 電子標籤天線的設計還面臨許多其他難題,如相應的小尺寸要求,低成本要求,所標識物體的形狀及物理特性要求,電子標籤到貼標籤物體的距離要求,貼標籤物體的介電常數要求,金屬表面的反射要求,局部結構對輻射模式的影響要求等,這些都將影響電子標籤天線的特性,都是電子標籤設計面臨的問題。
  • 柔性透明導電膜助力柔性電子的未來發展
    打開APP 柔性透明導電膜助力柔性電子的未來發展 發表於 2019-08-27 16:39:41 由於5G通信的商用,新技術的飛速發展,催生人們建立以柔性電子器件為媒介,建立人與外界的信息傳輸系統,實現人類生活娛樂的交互式應用場景。如今,柔性電子技術成為全球範圍內電子技術領域的研究熱點。 最初期,柔性電子概念的提出,很多人認為是異想天開的。隨著科學技術的發展,柔性電子元器件成為未來發展的重點方向。