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圖片所示：?jiǎn)碳{森·克勞森和他的研究小組正在印刷和處理石墨烯油墨來(lái)制作功能性材料。

納米工程師正在尋找使用石墨烯打印技術(shù)的新方法。一份新的研究報(bào)告描述了他們?nèi)绾斡眉す鈦?lái)處理打印的石墨烯，從而制造出疏水的電子電路。這可能導(dǎo)致可清洗的電子產(chǎn)品和更好的生物傳感器。

根據(jù)最近的一篇論文發(fā)現(xiàn)，納米技術(shù)“將給自清潔的可穿戴/可洗的電子設(shè)備帶來(lái)巨大的價(jià)值，這些電子能夠抵抗污漬、冰和生物膜的形成?！?/p>

“我們正在使用低成本、噴墨打印的石墨烯，并通過(guò)激光對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使其成為功能材料，”愛(ài)荷華州立大學(xué)機(jī)械工程助理教授Jonathan Claussen說(shuō)。他是美國(guó)能源部的艾姆斯實(shí)驗(yàn)室的副研究員，也是最近發(fā)表在《納米級(jí)別》雜志封面上的論文的通訊作者。

本文描述了克羅森和他的研究小組的納米工程師如何使用噴墨打印技術(shù)在柔性材料上制造電路。在這種情況下，墨水是石墨烯的薄片——神奇的材料可以是電和熱的偉大導(dǎo)體，而且它是強(qiáng)大的，穩(wěn)定的和生物兼容的。

然而，打印的薄片并不是高導(dǎo)電性，必須經(jīng)過(guò)處理才能去除非導(dǎo)電的粘合劑，并將薄片焊接在一起，從而提高導(dǎo)電率，并使其對(duì)電子或傳感器有用。

打印后的過(guò)程通常涉及到熱量或化學(xué)物質(zhì)。但是，Claussen和他的研究小組開(kāi)發(fā)了一種快速脈沖激光過(guò)程，在不破壞印刷表面的情況下，對(duì)石墨烯進(jìn)行處理，即使是紙。

現(xiàn)在，他們又發(fā)現(xiàn)了另一種激光處理技術(shù)的應(yīng)用:用石墨烯打印電路，可以將水滴(它們是親水的)，并將它們轉(zhuǎn)化成能排斥水的電路(它們是超疏水性的)。

克勞森說(shuō):“我們是在噴墨打印石墨烯表面的微觀模式。”激光將石墨烯薄片垂直排列——就像小金字塔堆疊起來(lái)一樣。這就是導(dǎo)致疏水性的原因。

克勞森說(shuō)，激光加工的能量密度可以調(diào)整，以調(diào)整印刷石墨烯電路的疏水性和電導(dǎo)率。

根據(jù)這篇論文，這為新的電子設(shè)備和傳感器提供了各種各樣的可能性。

“我們有興趣開(kāi)發(fā)的一件事是抗生物材料，”研究論文的作者之一、愛(ài)荷華州立大學(xué)機(jī)械工程和虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中心的研究助理洛琳·斯特隆伯格說(shuō)?！斑@可能會(huì)消除表面生物材料的積累，從而抑制諸如化學(xué)或生物傳感器等設(shè)備的最佳性能。”

這項(xiàng)技術(shù)還可以應(yīng)用于柔性電子器件、紡織品中的可洗傳感器、微流體技術(shù)、減阻、除冰、電化學(xué)傳感器和技術(shù)，利用石墨烯結(jié)構(gòu)和電子模擬技術(shù)制造出神經(jīng)再生的干細(xì)胞。

研究人員寫(xiě)道，應(yīng)該做進(jìn)一步的研究，以便更好地理解印刷石墨烯的納米和微表面是如何產(chǎn)生水驅(qū)能力的。

目前的研究得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、美國(guó)農(nóng)業(yè)部國(guó)家食品與農(nóng)業(yè)研究所、羅伊j卡佛慈善信托基金以及愛(ài)荷華州立大學(xué)工程學(xué)院和機(jī)械工程學(xué)院的資助。
愛(ài)荷華州立大學(xué)的研究基金會(huì)正在努力為這項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)專利，并將該技術(shù)應(yīng)用于一家以納米技術(shù)為基礎(chǔ)的初創(chuàng)公司納米間諜公司，以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。位于愛(ài)荷華州立大學(xué)研究園區(qū)的NanoSpy正在開(kāi)發(fā)傳感器，以檢測(cè)食品加工廠中的沙門氏菌和其他病原體。Claussen和Stromberg是公司的一部分。

斯特隆伯格說(shuō)，石墨烯的印刷、加工和調(diào)優(yōu)技術(shù)正變得非常有用。畢竟，“電子產(chǎn)品正被整合到所有東西中。”

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