Новости из мира высоких технологий

Графеновые микросхемы будущего могут стать бумажными

Исследователи из лаборатории Джонатана Клауссена Университета штата Айова, предпочитающие называть себя наноинженерами, ищут способы использования графена и его впечатляющих возможностей в создаваемых ими сенсорах и других технологиях. Речь идет о технологии, позволяющей печатать графеновые микросхемы на бумаге при помощи струйного принтера. Разработанный учеными метод характеризуется низкой себестоимостью, что очень важно для технологий, которые предполагается использовать для реальных девайсов.

Инженеры Университета штата Айова разработали реальную низкозатратную графеновую технологию. Фото Кристофера Гэннона (Christopher Gannon) из Университета штата Айова

Графен — удивительный материал — «медовые соты» углерода толщиной всего в один атом. Он превосходно проводит электричество и тепло, обладая также прочностью и стабильностью. Исследователи ищут возможности того, чтобы их небольшие лабораторные образцы, являющиеся плодом изучения свойств этого перспективного материала, нашли себе практическое применение.

В рамках недавнего проекта струйные принтеры использовались для печати многослойных графеновых плат и электродов. Проект позволил инженерам сделать вывод о возможности применения графена в гибкой, носимой и недорогой электронике. Можно ли сделать из графена сенсор глюкозы? Ведь для этого размер должен быть достаточно велик.

Проблема состоит в существующих технологиях. Печатный графен может повышать проводимость и производительность девайса. Но это всегда означает применение высокотемпературного и химического воздействия. И то и другое может вести к деградации гибкости и повреждению поверхности, на которую наносится печать, — пластиковой пленки или даже бумаги.

Так у ученых Супрема Даса (Suprem Das) и Джонатана Клауссена (Jonathan Claussen) появилась идея использования лазера для обработки графена. И эта идея сработала. Ученые обнаружили, что лазерная обработка напечатанных с использованием принтера многослойных графеновых электрических микросхем и электродов с применением процесса лазерной генерации в импульсном режиме повышает проводимость электричества, не повреждая бумагу, полимеры и другие используемые для печати хрупкие поверхности.

По мнению Клауссена, это открывает путь к коммерциализации и увеличению масштабов производства графена.

Результаты данного исследования были опубликованы в журнале Nanoscale. Среди направлений, в которых смогут с годами найти применение результаты данного исследования — сенсоры для биологических задач, системы накопления энергии, электропроводящие компоненты и даже электроника на основе бумаги.

Чтобы все это стало возможным, инженеры разработали контролируемую компьютером лазерную технологию и селективно облучаемый оксид графена, используемый при струйной печати. Такая обработка устраняет потребность в связующем материале («чернилах») и позволяет преобразовать оксид графена в графен, физически связывая друг с другом миллионы крошечных графеновых «чешуек». Этот процесс улучшает проводимость электричества более чем в тысячу раз.

Дас поясняет, что лазер позволяет обработать материал сильно насыщенными энергией фотонами, не разрушая при этом ни графен, ни поверхность, на которой осуществляется печать, поскольку воздействие лазером применяется локально.

Будучи локализованным, лазерный процесс также меняет форму и структуру печатного графена с плоской поверхности до трехмерной наноструктуры. Инженеры говорят, что 3D-структуры подобны крошечным приподнимающимся над поверхностью лепесткам. Эта неровность поверхности повышает электромеханическую реактивность графена, делая возможным его использование в химических и механических сенсорах.

В перспективе это позволит создавать не только сами сенсоры, но также и дешевые электромеханические электроды на основе графена, которые могут найти себе огромное множество применений, включая сенсоры, биосенсоры, топливные ячейки и медицинские устройства.

По материалам sciencedaily.com


Источник: Графеновые микросхемы будущего могут стать бумажными
Автор:
Теги: 3D исследования Наука Будущее Нанотехнологии Графен армия Углерод Электричество Задача

Комментарии (0)

Сортировка: Рейтинг | Дата
Пока комментариев к статье нет, но вы можете стать первым.
Написать комментарий:
Напишите ответ :
7 увлекательных видений будущего более чем 100-летней давности
7 увлекательных видений будущего более чем 100-летней давности
1
Человек познаёт мир 01:30 24 мар 2024
Те, у кого остались монеты СССР, могут стать миллионерами
Те, у кого остались монеты СССР, могут стать миллионерами
10
Интересный мир 01:50 06 дек 2016
Как стать богатым: 7 привычек богатых людей
Как стать богатым: 7 привычек богатых людей
13
Сайт обо всём и для всех 16:34 11 мар 2024
Как не стать жертвой карманника?
Как не стать жертвой карманника?
15
Женский развлекательный и поучительный сайт. 18:24 24 фев 2020
Кто из ушедших близких может стать Ангелом-хранителем...
Кто из ушедших близких может стать Ангелом-хранителем...
7
Интересный мир 17:01 06 авг 2023
Меняем финансовые привычки: 8 советов, чтобы стать богаче
Меняем финансовые привычки: 8 советов, чтобы стать богаче
67
Женский развлекательный и поучительный сайт. 21:46 19 мар 2021
13 правил отношений, где нет будущего
13 правил отношений, где нет будущего
68
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 00:23 17 мар 2021
Как не стать теткой в 35 лет: 9 главных заповедей
Как не стать теткой в 35 лет: 9 главных заповедей
17
Человек познаёт мир 06:30 13 мар 2024
Как сложились судьбы актёров фильма «Гостья из будущего»
Как сложились судьбы актёров фильма «Гостья из будущего»
2
Интересный мир 22:33 27 авг 2023
11 тайн, которые могут изменить вашу жизнь
11 тайн, которые могут изменить вашу жизнь
5
Интересный мир 17:46 20 окт 2023
10 вещей, которым могут научить неудачи...
10 вещей, которым могут научить неудачи...
3
Интересный мир 22:20 11 ноя 2023
Парфюмы с ароматами молока, словно прогулка в уютное и счастливое детство
Парфюмы с ароматами молока, словно прогулка в уютное и счастливое детство
0
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 09:09 Сегодня

Выберете причину обращения:

Выберите действие

Укажите ваш емейл:

Укажите емейл

Такого емейла у нас нет.

Проверьте ваш емейл:

Укажите емейл

Почему-то мы не можем найти ваши данные. Напишите, пожалуйста, в специальный раздел обратной связи: Не смогли найти емейл. Наш менеджер разберется в сложившейся ситуации.

Ваши данные удалены

Просим прощения за доставленные неудобства