Исследователи из Манчестерского университета, вместе с BGT Materials Limited, изготовителем графенов в Соединенном Королевстве, напечатали антенну радиочастоты, используя сжатые графеновые чернила. Антенна выступила достаточно хорошо, чтобы сделать его практичным для использования в радиочастотной идентификации (RFID) признаки и беспроводные датчики, сказали исследователи. Еще лучше антенна гибка, безвредна для окружающей среды и могла дешево выпускаться серийно.
Исследователи представляют свои результаты в журнале Applied Physics Letters от AIP Publishing.Исследование демонстрирует, что пригодный для печатания графен теперь готов к коммерческому использованию в недорогих приложениях радиочастоты, сказал Чжижунь Ху, исследователь в Школе Электротехники и Электроники в Манчестерском университете.
«Дело в том, что графен больше не просто научное удивление. Это принесет много новых применений к нашей повседневной жизни очень скоро», добавил Костя С. Новоселов из Школы Физики и Астрономии в Манчестерском университете, который скоординировал проект.
Графен обведен черниламиТак как графен был сначала изолирован и проверен в 2004, исследователи стремились сделать практическое применение его удивительных электрических и механических свойств.
Одним из первых коммерческих продуктов, произведенных от графена, были проводящие чернила, которые могут использоваться, чтобы напечатать схемы и другие электронные компоненты.Графеновые чернила – вообще низкая стоимость и механически гибкий, преимущества, которые это имеет по другим типам проводящих чернил, таким как решения, сделанные из металлических наночастиц.
Чтобы сделать чернила, графеновые хлопья смешаны с растворителем, и иногда переплет как целлюлоза этила добавлен, чтобы помочь чернилам придерживаться. Графеновые чернила с переплетами обычно проводят электричество лучше, чем чернила без переплетов, но только после того, как материал переплета, который является изолятором, сломан на огнеупорный процесс, названный, отжигая.
Отжиг, однако, ограничивает поверхности, на которые могут быть напечатаны графеновые чернила, потому что высокие температуры разрушают материалы как бумага или пластмасса.Исследовательская группа Манчестерского университета, вместе с BGT Materials Limited, нашла способ увеличить проводимость графеновых чернил, не обращаясь к переплету.
Они достигли этого первой печатью и сушкой чернил и затем сжатием его с роликом, подобным способу, которым новый тротуар сжат с дорожным катком.Сжатие чернил увеличило свою проводимость больше чем к 50 разам, и получающийся «графеновый ламинат» был также почти в два раза более проводящим, чем предыдущие графеновые чернила, сделанные с переплетом.Высокая проводимость сжатых чернил, которые позволили эффективную радиацию радиочастоты, была одним из самых захватывающих аспектов эксперимента, сказал Ху.
Прокладывая путь к антеннам, беспроводным датчикам, и большеИсследователи проверили свой сжатый графеновый ламинат, печатая графеновую антенну на листок бумаги. Антенна имела размеры приблизительно 14 сантиметров длиной, и 3,5 миллиметра через и излучила силу радиочастоты эффективно, сказал Сяньцзюнь Хуан, который является первым автором статьи и кандидатом доктора философии в Microwave and Communcations Group в Школе Электротехники и Электроники.
Печать электроники на дешевые, гибкие материалы как бумага и пластмасса могла означать, что беспроводная технология, как признаки RFID, которые в настоящее время передают информацию об идентификации обо всем от коров к автозапчастям, могла стать еще более повсеместной.Большинство коммерческих признаков RFID сделано из металлов как алюминий и медь, Хуан сказал, дорогие материалы со сложными процессами фальсификации, которые увеличивают стоимость.«Графен базировался, признаки RFID могут значительно уменьшить стоимость благодаря намного более простому процессу и понизить затраты на материалы», сказал Хуан.
У команды Манчестерского университета и BGT Materials Limited есть планы далее развиваться, графен позволил признаки RFID, а также датчики и пригодную электронику.