據(jù)外媒報(bào)道稱，近日，來自愛爾蘭德雷塞爾大學(xué)和三一學(xué)院的研究人員使用一種名為MXene的高導(dǎo)電碳基2D材料開發(fā)出用于噴墨打印機(jī)的油墨有望打印出柔性儲(chǔ)能元件這種墨水。從最近研究結(jié)果顯示，這種墨水可以用于打印任何尺寸或形狀的柔性儲(chǔ)能元件，比如超級(jí)電容器。
據(jù)介紹，導(dǎo)電油墨已經(jīng)被用于制作無(wú)線射頻識(shí)別標(biāo)簽，這些標(biāo)簽用于高速公路收費(fèi)站應(yīng)答器、便攜式電子產(chǎn)品的電路板及將車窗作為嵌入式無(wú)線電天線排列的信息技術(shù)。但要讓這項(xiàng)技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用，導(dǎo)電油墨需要變得更導(dǎo)電，更容易應(yīng)用于各種設(shè)備。
研究人員認(rèn)為，德雷克塞爾納米材料研究所創(chuàng)造的墨水在這兩個(gè)方面都取得了重大進(jìn)展。盡管研究人員正在穩(wěn)步研究如何利用納米粒子銀、石墨烯和鎵等來開發(fā)出更具導(dǎo)電性的新材料制造油墨，但此挑戰(zhàn)仍然是如何將它們緊密地整合到制造過程中。Drexel的研究助理教授BabakAnasori表示這些墨水中的大多數(shù)不能一步到位地使用。
Anasori教授表示稱：“對(duì)于大多數(shù)其他納米油墨都需要添加劑將顆粒保持在一起并從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量印刷。因此，在印刷之后需要一個(gè)額外的步驟—— 通常是熱處理或化學(xué)處理 類似去除添加劑。對(duì)于MXene打印，我們只在水中使用MXene或在有機(jī)溶液中使用MXene來制作墨水。這意味著無(wú)需任何額外的步驟它就是干燥?！?
柔性儲(chǔ)能元件
據(jù)了解，MXenes油墨具有與水和其他有機(jī)溶劑等液體混合的獨(dú)特能力，同時(shí)保留其導(dǎo)電性能。因此，Drexel研究人員以各種形式生產(chǎn)和測(cè)試它，從導(dǎo)電粘土到電磁干擾屏蔽涂層到近乎無(wú)形的無(wú)線天線，調(diào)整濃度以產(chǎn)生用于商業(yè)印刷機(jī)的油墨是時(shí)間和迭代的問題，油墨中的溶劑和MXene濃度可以根據(jù)不同的打印機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
作為研究的一部分，研究小組將MXene油墨在一系列打印輸出中進(jìn)行了測(cè)試，包括一個(gè)簡(jiǎn)單的電路、一個(gè)微型超級(jí)電容器和一些文本，這些打印輸出在紙張、塑料和玻璃等多種基片上。在這樣做的過程中，他們發(fā)現(xiàn)他們可以打印出厚度一致的線條，而墨水通過電流的能力也會(huì)隨著厚度的不同而變化——這兩項(xiàng)都是制造電子元件的重要因素。打印出來的材料保持了良好的導(dǎo)電性，在碳納米管和石墨烯等所有碳基導(dǎo)電油墨中導(dǎo)電性最高。
這些都是一種非常多功能的產(chǎn)品，用于制造在我們的電子設(shè)備中發(fā)揮重要但往往被忽視的功能的微小組件——比如在電池耗盡時(shí)保持電源，防止破壞性的電涌或加速充電過程提供一種性能更高的材料和一種用它制造東西的新方法，不僅可以改進(jìn)我們目前的設(shè)備，而且可以創(chuàng)造全新的技術(shù)。
Anasori教授還表示稱：“與傳統(tǒng)制造協(xié)議相比，直接油墨印刷技術(shù)，如噴墨印刷和擠出印刷，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字和附加圖案化，定制化，減少材料浪費(fèi)，可擴(kuò)展性和快速生產(chǎn)。 現(xiàn)在我們已經(jīng)生產(chǎn)出可以通過這種技術(shù)應(yīng)用的MXene油墨，我們正在尋找一個(gè)新機(jī)會(huì)來利用它。”
