Паперові графенові мікросхеми – це не фантастика

Вчені-дослідники з айовського Університету ім. Джонатана Клауссена (США), які вважають за краще говорити про себе, що вони наноінженерія, проводять досліди для дослідження та вивчення можливостей використовувати графен, завдяки його унікальним властивостям, в створюваних лабораторією сенсорних та інших технологіях. Так розробляється технологія, яка дозволить створювати з графена друковані мікросхеми, наносити їх струменевим принтером на папір. Метод, що розробляється дослідниками, має невисоку собівартість, що надзвичайно важливо в різних технологічних процесах, адже таким чином здешевлюють і самі реальні, робочі девайси, в яких будуть перебувати подібні мікросхеми.

Що таке графен

Графен є дивним і унікальним матеріалом, схожим на стільники з меду, що складається з вуглецю, що має товщину всього лише одного атома. Графен – ідеальний провідник і електрики та тепла, має високу стабільність, міцність. На сьогодні вчені-фізики й хіміки вишукують можливість, щоб лабораторний зразок знайшов застосування на практиці, поки ж йде вивчення властивостей матеріалу, що є надзвичайно перспективним для застосування в багатьох галузях радіоелектронного виробництва.

Майбутнє застосування графена

Даний проект, що розробляється в лабораторіях Університету, показав, що за допомогою струменевих принтерів, можна роздруковувати багатошарові друковані плати та електроди. В результаті дослідів дійшли висновку, що графен можна використовувати, коли необхідно створювати гнучку, недорогу, переносну електроніку. Але ось чи можна зробити графеновий сенсор, адже він повинен мати досить великі розміри. На цей момент існує лише одна проблема – в технологіях, що існують сьогодні. Графен для друку підвищить продуктивність, а також провідність гаджета, але для цього необхідно застосувати високотемпературний, хімічний вплив. А дані процеси приведуть до погіршення гнучкості, пошкоджень поверхонь, на які будуть наносити друк (пластикова плівка, папір).

Виходячи з даних вступних, вчені прийшли до висновку, що обробляти графен краще лазером, друкуючи багатошарові графенові мікросхеми, електроди, тому, що така обробка на лазерному принтері (лазерна генерація, що має імпульсний режим) дозволить підвищити електропровідність, при цьому не пошкодивши папір, полімерні та інші крихкі матеріали, що застосовуються для друку. Дослідники вважають, що даний метод відкриє дорогу до комерційного виробництва графена і девайсів з його використанням.

Результати дослідів опублікував журнал «Nanoscale». Дане дослідження можна буде надалі застосовувати для виробництва сенсорів, систем накопичення електроенергії, електропровідних компонентів, і, звичайно ж, електроніки, що складається з паперу, дешевих електромеханічних графенових електродів.

Як це працює

Локальний процес обробки графена для друку лазером змінює структурну характеристику, а також форму хімічного елемента: він від плоскої форми переходить в тривимірну наноструктуру, при цьому графенова решітка в 3-D структурі схожа на здійняті пелюстки. Подібна нерівність здатна підвищити електромеханічні властивості графена, що своєю чергою розширить область його застосування.