Anonim

Papír je obvod: Vědci vytvářejí grafitové papírové obvody

Elektronika

Heidi Hoopes

17. května 2013

3 obrázky

Ohebný polymerový obvod, který je zde znázorněn, by mohl být někdy nahrazen levným a ohebným papírovým obvodem (foto: Grant Hutchinson)

Vzhledem k nízkým nákladům a rozsáhlým aplikacím, které by mohly být možné s flexibilními papírovými obvody, jsme viděli mnoho nápadů na jejich výrobu, od tisku se stříbrným inkoustem až po vkládání čipů do papíru. Nyní však vědci vyvinuli elegantní metodu pro selektivní změnu samotné povahy samotného papíru na vodivý grafit. Na rozdíl od flexibilních obvodů na bázi polymerů jsou tyto obvody papíru ironicky schopné odolat vysokým teplotám, které se obvykle používají při výrobě elektroniky.

Použitím obyčejné inkoustové tiskárny naplněné kazetou z katalyzátoru na bázi dusičnanu železitého vytiskne tým německého Max Planckova institutu své cílové návrhy na obyčejný papír. Když se papír zahřeje na teplotu 800 ° C (1 472 ° F) v prostředí bez kyslíku (což je pravděpodobně důvod, proč papír nevyhoří), katalyzátor mění složení papírových celulózových vláken na čistě vodivé grafit, zatímco nepotištěný papír zůstává nezměněn.

Vědci prokázali, že výsledná "uhlíková elektronika" byla selektivně vodivá elektrolytickým pokovováním papíru mědí. Jak je znázorněno na následujícím obrázku, pouze tištěná konstrukce se měnila. Také ukázali, jak vytvořit 3D vodivou strukturu tak, že podepíší, originálně, papírový jeřáb origami do stejného katalytického procesu.

Logo Max Planck je vytištěno s katalyzátorem, vyhříváno a galvanicky pokládáno, aby dokázalo své vodivé vlastnosti

Mechanismus tvorby grafitu z celulózy stále není plně pochopen, ačkoli se železo již používá při výrobě uhlíkových nanotrubic. Více experimentů a lepší porozumění by mohlo vést k přeměně papírových struktur na nanomateriál hvězdného atomu, graphene.

Zdroj: Max Planck Institute

Ohebný polymerový obvod, který je zde znázorněn, by mohl být někdy nahrazen levným a ohebným papírovým obvodem (foto: Grant Hutchinson)

Ošetřený dusičnanem železa a teplem, tento každodenní origami jeřáb se stává žeriavem

Logo Max Planck je vytištěno s katalyzátorem, vyhříváno a galvanicky pokládáno, aby dokázalo své vodivé vlastnosti

Doporučená Redakce Choice