Prima dimostrazione dell'elettronica al grafene stampata a getto d'inchiostro

La tecnologia a getto d'inchiostro è stata una rivoluzione. In primo luogo, c'è la stampa digitale delle immagini, che è diventata più veloce e più flessibile di quanto chiunque immaginasse (anche se non necessariamente più economica).

Poi è arrivata la stampa 3D in cui uno strato di materiale viene stampato sopra l'altro per creare oggetti tridimensionali. È diventato un modo standard per realizzare prototipi complessi mentre altri lo usano per 'stampare' diversi tipi di cioccolatini, creme e glasse.

Poi ci sono i gruppi che hanno aggiunto polimeri conduttori agli inchiostri e li hanno usati per stampare circuiti su substrati flessibili. Questi vengono utilizzati per realizzare qualsiasi cosa, dalla carta digitale ai tag RFID usa e getta. E possono essere stampati su fogli di qualsiasi dimensione, a differenza dei circuiti convenzionali ad alte prestazioni che devono essere forgiati in condizioni esotiche all'interno di impianti di fabbricazione multimiliardari.

C'è un problema però. L'elettronica stampata a getto d'inchiostro ha prestazioni inferiori ai circuiti integrati convenzionali di un margine significativo I transistor a film sottile stampati sono semplicemente più grandi e più lenti dei modelli a base di silicio. Quindi la corsa è per migliorare le loro prestazioni.

Oggi, Andrea Ferrari e compagni dell'Università di Cambridge nel Regno Unito mostrano un significativo passo avanti. Questi ragazzi hanno trovato un modo per sostituire o aumentare i polimeri conduttori di questi inchiostri con il grafene, il materiale miracoloso del momento.

Non è difficile capire perché. Le proprietà elettroniche del grafene sono difficili da eguagliare e lo rendono ideale per la nanoelettronica. Ma la difficoltà sta nel combinarlo in un inchiostro che forma facilmente piccole goccioline, qualcosa che è ovviamente essenziale per la stampa a getto d'inchiostro.

Questa è essenzialmente la svolta che Ferrari e compagni hanno raggiunto. Hanno trovato un modo per produrre facilmente grafene scheggiando chimicamente i fiocchi da un blocco di grafite e filtrandoli per rimuovere quelli che potrebbero ostruire le testine della stampante.

Quindi aggiungono i fiocchi a un solvente chiamato N-metilpirrolidone o NMP, che riduce al minimo problemi come l'effetto anello di caffè che può verificarsi quando alcuni solventi evaporano.

Alla fine hanno messo questa roba nelle loro stampanti e stampato alcuni circuiti e transistor a film sottile.

I risultati sono promettenti. Gli inchiostri a base di grafene eguagliano o superano le prestazioni della maggior parte degli altri inchiostri oggi disponibili. Questo è abbastanza buono per un primo tentativo poiché sicuramente seguiranno miglioramenti.

Questo apre la strada a dispositivi in ​​grafene completamente stampati, flessibili e trasparenti su substrati arbitrari., affermano Ferrari e co nella conclusione del loro articolo. Il che significa che possiamo aspettarci di vedere molto di più su questo nei prossimi mesi e anni.

Rif: arxiv.org/abs/1111.4970 : Elettronica in grafene stampata a getto d'inchiostro

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