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用于柔性电子的激光诱导石墨烯

科学家们正在使用一种非常小的可见光束将泡沫状的碳燃烧成微观模式,这可能导致更广泛的柔性电子产品和传感器的商业生产。

迈克·威廉姆斯 2月18日,2020年
礼貌:旅游团/莱斯大学

科学家们赖斯大学,田纳西大学,诺克斯维尔(UT Knoxville)橡树岭国家实验室(Ornl)使用非常小的可见光梁将泡沫形式的碳形式燃烧成显微镜图案。

2014年,Rice的化学家James Tour发现了将普通聚合物转化为石墨烯的原始方法,而田纳西州/ORNL的材料科学家Philip Rack透露,他们现在可以在扫描电子显微镜(SEM)上观察导电材料的形态,因为它会产生少量的LIG。

经过改变的工艺,LIG的特征比宏版本小60%以上,比通常使用前红外激光器实现的小近10倍。图尔说,低功率激光也降低了这一过程的成本。这可能导致更广泛的柔性电子产品和传感器的商业生产。

科学家们记录了用安装在扫描电子显微镜上的小激光制成的激光诱导石墨烯的形成过程。礼貌:旅游团/莱斯大学

科学家们记录了用安装在扫描电子显微镜上的小激光制成的激光诱导石墨烯的形成过程。礼貌:旅游团/莱斯大学

图尔说:“电子应用的关键是制造更小的结构,这样就可以有更高的密度,或者单位面积上有更多的设备。”“这种方法使我们能够制作出比以前密度大10倍的结构。”

为了证明这个概念,实验室制造了肉眼看不见的柔性湿度传感器,并直接在商用聚合物聚酰亚胺上制造。该设备能够感知人类的呼吸,响应时间为250毫秒。

Rice博士后研究员Michael Stanford说:“这比大多数商业湿度传感器的采样速度快得多,能够监测由呼吸引起的局部湿度的快速变化。”

较小的激光器在405纳米波长的泵浦中,在光谱的蓝紫色部分中。这些比工业激光器更强大,旅游团体和世界各地的其他人正在使用将石墨烯燃烧成塑料,木头甚至食物

赖斯大学和橡树岭国家实验室的科学家使用了一个小激光器安装到扫描电子显微镜,在聚合物上形成圆点和痕量的导电石墨烯。该技术产生激光诱导的石墨烯,具有比宏版本小60%的特点,并且比用红外激光器的近10倍小。礼貌:旅游团/莱斯大学

赖斯大学和橡树岭国家实验室的科学家使用了一个小激光器安装到扫描电子显微镜,在聚合物上形成圆点和痕量的导电石墨烯。该技术产生激光诱导的石墨烯,具有比宏版本小60%的特点,并且比用红外激光器的近10倍小。礼貌:旅游团/莱斯大学

这种安装在sem上的激光只能燃烧聚合物的前5微米,而石墨烯的特征可以小到12微米。(相比之下,人类的头发只有30到100微米宽。)直接与ORNL合作,让斯坦福充分利用了国家实验室的先进设备。图尔说:“这就是我们共同努力的原因。

“我做了很多我的博士学位。斯坦福说,在ornl的研究,所以我了解了优秀的设施和科学家以及他们如何帮助我们的项目,“斯坦福德说。“我们创造的LIG功能非常小,以至于他们将在不可能找到我们是否要介绍模式,然后在显微镜中搜索它们后来。”

扫描电子显微镜图像显示了聚酰亚胺薄膜上激光诱导的石墨烯的两条痕迹。安装在显微镜上的激光被用来将图案烧进胶片。这项技术为柔性电子的发展提供了希望。礼貌:旅游团/莱斯大学

扫描电子显微镜图像显示了聚酰亚胺薄膜上激光诱导的石墨烯的两条痕迹。安装在显微镜上的激光被用来将图案烧进胶片。这项技术为柔性电子的发展提供了希望。礼貌:旅游团/莱斯大学

Tour,其团最近介绍Flash Graphene.他说,这种新型LIG工艺为将电子电路写入衣物等柔性基片提供了一条新途径。

“虽然闪光过程会产生大量石墨烯,但是LIG工艺将允许石墨烯直接合成,以便在表面上为精确的电子应用而合成,”巡回赛说。

- 由Chris Vavra,Associate Editor编辑,控制工程,《媒体,cvavra@cfemedia.com


迈克威廉姆斯
作者生物:麦克·威廉姆斯(Mike Williams)是莱斯大学公共事务办公室的高级媒体关系专家。