Exeters forskare har skapat den första grafen-transparenta och flexibla beröringssensorn. Upphovsman:Prof Monica Craciun
En banbrytande ny teknik för att producera högkvalitativa, låg kostnad grafen kan bana väg för utvecklingen av den första riktigt flexibla "elektroniska huden", som kan användas i robotar.
Forskare från University of Exeter har upptäckt en innovativ ny metod för att producera undermaterialet Graphene betydligt billigare, och lättare, än tidigare möjligt.
Forskargruppen, ledd av professor Monica Craciun, har använt denna nya teknik för att skapa den första transparenta och flexibla beröringssensorn som kan möjliggöra utveckling av konstgjord hud för användning i robottillverkning. Professor Craciun, från Exeters teknikavdelning, tror att den nya upptäckten kan bana väg för "en grafendriven industriell revolution".
Hon sa:"Visionen för en" grafendriven industriell revolution "motiverar intensiv forskning om syntesen av högkvalitativ och billig grafen. För närvarande, industriell grafen produceras med en teknik som kallas Chemical Vapor Deposition (CVD). Även om det har skett betydande framsteg under de senaste åren inom denna teknik, det är fortfarande en dyr och tidskrävande process. "
Exeter -forskarna har nu upptäckt en ny teknik, som växer grafen i ett industriellt kallväggs -CVD -system, en toppmodern utrustning som nyligen utvecklats av brittiska grafenföretaget Moorfield.
Den typiska kostnaden för grafen som produceras av standard CVD överstiger £ 1 per cm2, medan detaljhandelspriset är upp till £ 21 per cm2. Banbrytande forskning från Exeters forskare visar ett innovativt sätt att producera grafen av hög kvalitet och extremt låg kostnad, närmar sig kostnaden för Cu -folien som används som tillväxtsubstrat. Upphovsman:Prof Monica Craciun
Detta så kallade nanoCVD-system är baserat på ett koncept som redan används för andra tillverkningsändamål inom halvledarindustrin. Detta visar för halvledarindustrin för första gången ett sätt att potentiellt massproducera grafen med nuvarande anläggningar i stället för att kräva att de bygger nya tillverkningsanläggningar. Denna nya teknik växer grafen 100 gånger snabbare än konventionella metoder, sänker kostnaderna med 99 % och har förbättrad elektronisk kvalitet.
Dessa forskningsresultat publiceras i den ledande vetenskapliga tidskriften, Avancerade material .
Dr Jon Edgeworth, Teknisk direktör på Moorfield sa:"Vi är mycket glada över potentialen för detta genombrott med Moorfields teknik och ser fram emot att se vart det kan ta grafenindustrin i framtiden."
Professor Seigo Tarucha från University of Tokyo, koordinator för Global Center of Excellence for Physics vid Tokyo University och chef för Quantum Functional System Research Group vid Riken Center for Emergent Matter Science sa:"Förmågan att tillverka hög kvalitet, stort område grafen (till en låg kostnad) är avgörande för att föra detta spännande material från ren vetenskap och proof-of-concept till området konventionella och kvantelektroniska applikationer. Efter att ha inlett samarbetet med professor Craciuns grupp, vi använder Exeter CVD-odlad grafen istället för det exfolierade materialet i våra grafenbaserade enheter, när det är möjligt."
Forskargruppen använde denna nya teknik för att skapa den första grafenbaserade transparenta och flexibla beröringssensorn. Teamet tror att sensorerna kan användas inte bara för att skapa mer flexibel elektronik, men också en verkligt flexibel elektronisk hud som kan användas för att revolutionera framtidens robotar.
Dr Thomas Bointon, från Moorfield Nanotechnology och tidigare doktorand i professor Craciuns team på Exeter tillade:"Nya flexibla och bärbara teknologier som hälso- och sjukvårdselektronik och energiupptagningsanordningar kan omvandlas av grafens unika egenskaper. Det extremt kostnadseffektiva förfarande som vi har utvecklat för beredning av grafen är av avgörande betydelse för ett snabbt industriellt utnyttjande av grafen. "
Med bara en atom tjock, grafen är det tunnaste ämnet som kan leda elektricitet. Det är mycket flexibelt och är ett av de starkaste kända materialen. Loppet har pågått för forskare och ingenjörer att anpassa grafen för flexibel elektronik.
Professor Saverio Russo, medförfattare och även från University of Exeter, tillade:"Detta genombrott kommer att vårda födelsen av nya generationer av flexibel elektronik och erbjuder spännande nya möjligheter för att förverkliga grafenbaserade störande tekniker."
År 2012 team av Prof Craciun och Profesor Russo, från University of Exeters Center for Graphene Science, upptäckte att inklämda järnkloridmolekyler mellan två grafenskikt gör ett helt nytt system som är det mest kända transparenta materialet som kan leda elektricitet. Samma team har nyligen upptäckt att GraphExeter också är mer stabil än många transparenta ledare som vanligtvis används av, till exempel, displayindustrin.
