För att möta dessa utmaningar har forskare utforskat olika strategier för att designa 3D-utskrivbara 2D-materialbaserade bläck. Ett vanligt tillvägagångssätt involverar funktionalisering av 2D-materialen med lämpliga ligander eller polymerer för att förbättra deras dispersion och stabilitet i lösningsmedel. Till exempel kan grafenoxid (GO) funktionaliseras med syrehaltiga grupper för att bilda GO-dispersioner som direkt kan användas för 3D-utskrift. På liknande sätt kan TMD:er funktionaliseras med organiska ligander för att förbättra deras kompatibilitet med lösningsmedel och förhindra agglomeration.
En annan strategi för att utveckla 3D-utskrivbara 2D-materialbaserade bläck är att använda kompositmaterial. I detta tillvägagångssätt kombineras 2D-material med andra material, såsom polymerer, metaller eller keramik, för att skapa kompositbläck med förbättrad tryckbarhet och prestanda. Till exempel har grafen-polymerkompositer visat lovande resultat för 3D-utskrift av ledande och multifunktionella strukturer.
När det gäller energilagringsapplikationer erbjuder 3D-utskrivbara 2D-materialbaserade bläck flera fördelar. För det första kan dessa bläck användas för att tillverka elektroder med stor yta med skräddarsydda arkitekturer, vilket kan förbättra den elektrokemiska prestandan hos energilagringsenheter. För det andra möjliggör förmågan att exakt kontrollera bläcksammansättningen och avsättningen optimering av elektrodegenskaper, såsom porositet, konduktivitet och mekanisk hållfasthet. För det tredje möjliggör 3D-utskrift tillverkning av komplexa elektrodstrukturer, såsom interdigiterade elektroder eller hierarkiska arkitekturer, vilket ytterligare kan förbättra energilagringsprestandan.
Sammantaget har 3D-utskrivbara 2D-materialbaserade bläck stor potential för att främja utvecklingen av högpresterande energilagringsenheter. Dessa bläck möjliggör tillverkning av komplexa elektrodstrukturer med skräddarsydda egenskaper, vilket avsevärt kan förbättra energilagringskapaciteten, effekttätheten och cyklingsstabiliteten hos batterier, superkondensatorer och andra elektrokemiska enheter.
