جوهر گرافن

یک جوهر چاپگر معمولی شامل پرکننده‌، اتصال دهنده‌، افزودنی و حلال است. انتخاب این اجزا در نهایت بستگی به نوع روش چاپ دارد که باید بررسی شود.

پرکننده‌ها جزء فعال جوهر هستند که ویژگی‌های مورد نیاز برای کاربرد‌های خاص را فراهم می‌کند. بسته به کاربردها، پرکننده‌ها می‌توانند فلزی ، سرامیکی ، مواد آلی یا ترکیبی از آنها باشند.
با پیشرفت‌های سریع در فناوری نانو، محققان توانسته‌اند جوهر‌های رسانایی را با استفاده از نانومواد رسانا مانند نانو ورقه‌ ، نانوسیم ، نانوذرات یا کامپوزیت‌های رسانا آنها ایجاد کنند. ترکیبی از ویژگی های علم نانو با تکنولوژی چاپ منجر به زمینه‌های جدید ارزان قیمت الکترونیک شده است. یکی دیگر از اجزای مهم جوهر، اتصال‌دهنده است که یک ماده پلیمری است که به پراکندگی همگن پرکننده‌ها در جوهر کمک می‌کند. پس از چاپ، اتصال‌دهنده‌ها اجزای جوهر را کنار هم نگه ‌می‌دارند، همچنین پس از تبخیر به اتصال اثر چاپ بر روی بستر کمک می کنند.

جديدترين جوهرها، جوهرهاي بر پايه گرافن مي‌باشند. گرافن از كربن بسيار رساناتر بوده و نازكترين ماده موجود است. جوهر گرافن بعنوان جوهرهای پایه‌کربنی جایگزینی مناسبی در جوهرهای بر پایه‌ی نانوذرات فلزی است که محدودیت‌های هزینه ساخت و محدودیت‌های مقاومتی داشتند.

الكترون‌هاي غير مستقر موجود در ساختار گرافن، باعث انتقال جريان مي‌شوند. گرافن همچنين حلاليت و پخش قابل توجهي در تعدادي از حلال‌ها نشان مي‌دهد. جوهرهاي بر پايه گرافن هدايت بسيار بالايي دارند و در محدوده وسيعي از بسترها شامل كاغذ و پلاستيك استفاده مي‌شوند. به شدت انعطاف‌پذير مي‌باشند. اين جوهرها پايداري سطح بهتري نسبت به كامپوزيت‌هاي رسانا و جوهرهاي بر پايه كربن دارند و از جوهرهاي فلزي ارزان‌تر هستند. جوهر گرافن از گرافن و پلیمرهای گوناگون، سورفکتانت‌ها و تکنیک‌های تولید گروه‌های عاملی استفاده شده‌ که باعث کاهش تجمع و کمک در پراکندگی جوهرهای نانومواد کربنی / گرافن می‌شوند.

از کابردهای جوهر‌های رسانا در چاپ مدارهای الکتریکی، تولید حسگر و زیست‌حسگرها است. همچنین با توجه به ترکیبات پلیمری بکار برده شده در فرمولاسیون جوهر، توانایی چاپ دستگاه‌های کشسان، انعطاف‌پذیر و خودترمیم شونده وجود دارد.

• Kim, J., Kumar, R., Bandodkar, A. J., & Wang, J. (2017). Advanced materials for printed wearable electrochemical devices: A review. Advanced Electronic Materials, 3(1), 1600260.
• Arapov, K., Rubingh, E., Abbel, R., Laven, J., de With, G., & Friedrich, H. (2016). Conductive screen printing inks by gelation of graphene dispersions. Advanced Functional Materials, 26(4), 586-593.
• Hyun, W. J., Secor, E. B., Hersam, M. C., Frisbie, C. D., & Francis, L. F. (2015). High‐resolution patterning of graphene by screen printing with a silicon stencil for highly flexible printed electronics. Advanced Materials, 27(1), 109-115.
• Windmiller, J. R., & Wang, J. (2013). Wearable electrochemical sensors and biosensors: a review. Electroanalysis, 25(1), 29-46.
• Majee, S., Song, M., Zhang, S. L., & Zhang, Z. B. (2016). Scalable inkjet printing of shear-exfoliated graphene transparent conductive films. Carbon, 102, 51-57.