Бумажные графеновые микросхемы – это не фантастика

Ученые-исследователи из айовского Университета им. Джонатана Клауссена (США), которые предпочитают говорить о себе, что они наноинженеры, проводят опыты для изыскания возможностей использовать графен, благодаря его уникальным свойствам, в создаваемых лабораторией сенсорных и прочих технологиях. Так разрабатывается технология, которая позволить создавать из графена печатные микросхемы, нанося их струйным принтером на бумагу. Метод, разрабатываемый исследователями, имеет невысокую себестоимость, что чрезвычайно важно в различных технологических процессах, ведь таким образом удешевляются и сами реальные, рабочие девайсы, в которых будут находиться подобные микросхемы.

Что такое графен

Графен является удивительным и уникальным материалом, похожим на соты из меда, состоящим из углерода, имеющим толщину всего лишь одного атома. Графен – идеальный проводник и электричества и тепла, имеет высокую стабильность, прочность. На сегодняшний день ученые-физики и химики изыскивают возможность, чтобы лабораторный образец нашел применение на практике, пока же идет изучение свойств материала, являющимся чрезвычайно перспективным для применения во многих отраслях радиоэлектронного производства.

Будущее применение графена

Данный проект, разрабатываемый в лабораториях Университета, показал, что при помощи струйных принтеров, можно распечатывать многослойные печатные платы и электроды. В результате опытов был сделан вывод, что графен возможно применять, когда необходимо создавать гибкую, недорогую, носимую электронику. Но вот можно ли сделать графеновый сенсор, ведь он должен иметь достаточно большие размеры. На данный момент существует лишь одна проблема – в технологиях, существующих сегодня. Графен для печати повысит производительность, а также проводимость гаджета, но для этого необходимо применить высокотемпературное, химическое воздействие. А данные процессы приведут к ухудшению гибкости, повреждениям поверхностей, на которые будут наносить печать (пластиковая пленка, бумага).

Исходя из данных вводных, ученые пришли к выводу, что обрабатывать графен лучше лазером, печатая многослойные графеновые микросхемы, электроды, так как такая обработка на лазерном принтере (лазерная генерация, имеющая импульсный режим) позволит повысить электропроводимость, при этом не повредив бумагу, полимерные и прочие хрупкие материалы, применяемые для печати. Исследователи считают, что данный метод откроет дорогу к коммерческому производству графена и девайсов с его использованием.

Результаты опытов опубликовал журнал «Nanoscale». Данное исследование можно будет в дальнейшем применять для производства сенсоров, систем накопления электроэнергии, электропроводящих компонентов, и, конечно же, электроники, состоящей и из бумаги, дешевых электромеханических графеновых электродов, конечно же, столь недорогие компоненты очень нужны в медицине, самолетостроении, в космической сфере.

Как это работает

Локальный процесс обработки графена для печати лазером изменяют структурную характеристику, а также форму химического элемента: он от плоской формы переходит в трехмерную наноструктуру, при этом графеновая решетка в 3-D структуре похожа на поднимающиеся лепестки. Подобная неровность способна повысить электромеханические свойства графена, что в свою очередь расширит область его применения.