激光技术强势助力喷墨打印石墨烯

材料牛注：最近一段时间，喷墨打印石墨烯电子电路和电极无疑是石墨烯领域的一大亮点。但是打印石墨烯之后，如何提高它的导电性却成为了科学家们头疼的问题。爱荷华州立大学的纳米工程团队就利用激光技术成成功攻克了这一难题。想要知道他们的技术手段和石墨烯的更多应用领域吗？请走进本文！

爱荷华大学的“纳米工程”研究团队一直致力于石墨烯应用的开发，将其在传感器和其他技术领域表现出的神奇特性充分发挥出来。石墨烯有很多优秀性能，例如它的强度约是最强钢材的100倍，它能在几乎没有损耗的前提下高效传导热和电。

受到最近热议的喷墨打印机打印多层石墨烯电极和电路项目的启发，“纳米工程”团队决定利用技术手段深入研究，希望研究出可大规模生产的柔性的、可穿戴的低成本电子设备。但是当喷墨打印机打印出石墨烯后，如何改善石墨烯的导电性却成了研究人员的难题。因为改善导电性过程需要高温和使用化学试剂，而这都将损伤柔性印刷表面，例如纸张。

最后，这些工程师开发了一种激光处理工艺，使得他们即使用在纸张和其他脆弱的打印表面，也能够使用和改善印刷石墨烯的电子电路和电极。据说，该技术展现了广阔的、多样化的应用前景，包括工业化大规模生产可穿戴传感器和薄膜晶体管。

这个过程分为以下三步：

• 石墨烯油墨配方：单层石墨烯（SLG)粉末与溶液和粘合剂混合，经过超声处理、超声探头和洗涤过滤，以便产生可喷射的石墨烯油墨。
• 喷墨印刷：将制成的石墨烯油墨注入Dimatix材料打印机的墨盒中，并在随后的打印过程中通过压电喷嘴喷出。
• 激光退火：使用Nd:Yag激光对电极进行脉冲激光加工。

工程师通过计算机控制激光选择性地照射喷墨打印的氧化石墨烯，以达到去除油墨粘合剂和降低氧化石墨烯数量的目的。将喷墨打印的石墨烯转变成用于新应用中的导电材料无疑是纳米技术领域的巨大突破。

原文链接：A LASER TREATMENT TO IMPROVE PAPER ELECTRONICS

文献链接：3D nanostructured inkjet printed graphene via UV-pulsed laser irradiation enables paper-based electronics and electrochemical devices 

本文由编辑部杨洪期提供素材，张雨编译，牛蕾审核，点我加入材料人编辑部。