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研究人员收缩了激光诱导的石墨烯 用于柔性电子产品

莱斯大学,田纳西大学诺克斯维尔分校和橡树岭国家实验室的科学家正在使用非常小的可见光束将泡沫状的碳燃烧成微观图案。

赖斯化学家詹姆斯·图尔(James Tour)的实验室于2014年发现了将普通聚合物转变为石墨烯的原始方法,田纳西州/ ORNL材料科学家菲利普·拉克(Philip Rack)透露,他们现在可以观察导电材料的形式,因为它在扫描过程中会产生少量的LIG痕迹。电子显微镜(SEM)。

改变后的过程在美国化学学会的ACS Applied Materials&Interfaces中进行了详细介绍,它使LIG的特征比宏版本小60%以上,并且比以前的红外激光通常要小10倍。

Tour说,低功率激光器也使该过程的成本降低。这可能会导致更广泛的商业化柔性电子产品和传感器的生产。

图尔说:“电子应用的关键是制造更小的结构,以便可以具有更高的密度,或者每单位面积上更多的设备。” “这种方法使我们能够制造比以前制造的密度高10倍的结构。”

为了证明这一概念,实验室制造了柔性的湿度传感器,用肉眼看不见,直接在商业聚合物聚酰亚胺上制造。该设备能够以250毫秒的响应时间感应人的呼吸。

该论文的主要作者,赖斯博士后研究员迈克尔·斯坦福说:“这比大多数商用湿度传感器的采样速度快得多,并且能够监视可能由呼吸引起的局部湿度的快速变化。”

较小的激光器在光谱的蓝紫色部分泵浦波长为405纳米的光。这些功能不如Tour Group和世界其他国家/地区用来将石墨烯燃烧成塑料,纸张,木材甚至食物的工业激光器强。

安装在SEM上的激光仅燃烧聚合物的最高5微米,形成的石墨烯特征小至12微米。(相比之下,人发的宽度为30到100微米。)

斯坦福大学直接与ORNL合作,充分利用了国家实验室的先进设备。“这就是使这项共同努力成为可能的原因,”图尔说。

斯坦福说:“我在ORNL从事了大量的博士研究,因此我意识到优秀的设施和科学家以及他们如何为我们的项目提供帮助。” “我们正在创建的LIG功能是如此之小,以至于如果我们要租赁这些图案然后在显微镜下搜索它们,几乎是不可能找到的。”

Tour的小组最近推出了闪光石墨烯,可将垃圾和食物残渣立即转化为有价值的材料。Tour表示,新的LIG工艺为将电子电路写入服装等柔性基材中提供了一条新途径。

图尔说:“虽然闪蒸工艺会产生大量的石墨烯,但LIG工艺将允许直接合成石墨烯以用于表面上的精确电子应用。”

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