Ett team av forskare baserade vid University of Manchester har hittat en billig metod för att producera grafentryckt elektronik, vilket avsevärt snabbar upp och minskar kostnaden för ledande grafenbläck.

Tryckt elektronik erbjuder ett genombrott när det gäller informationsteknologins intrång i vardagen. Möjligheten att skriva ut elektroniska kretsar kommer ytterligare att främja spridningen av Internet of Things (IoT)-applikationer.

Utvecklingen av tryckta ledande bläck för elektroniska applikationer har vuxit snabbt, bredda tillämpningar i transistorer, sensorer, antenner RFID-taggar och bärbar elektronik.

Nuvarande ledande bläck använder traditionellt metallnanopartiklar för sin höga elektriska ledningsförmåga. Dock, dessa material kan vara dyra eller lätt att oxidera, vilket gör dem långt ifrån idealiska för billiga IoT-applikationer.

Teamet har funnit att användningen av ett material som kallas dihydrolevogukosenon, känt som Cyrene, inte bara är giftfritt utan är miljövänligt och hållbart utan kan också ge högre koncentrationer och konduktivitet av grafenbläck.

Professor Zhiurn Hu sa:"Detta arbete visar att tryckt grafenteknik kan vara låg kostnad, hållbar, och miljövänlig för allestädes närvarande trådlös anslutning i IoT-eran samt tillhandahåller RF-energiskörd för lågeffektelektronik".

Professor Sir Kostya Novoselov sa:"Graphene går snabbt från forskning till applikationsdomän. Utveckling av produktionsmetoder som är relevanta för slutanvändaren när det gäller deras flexibilitet, kostnad och kompatibilitet med befintlig teknik är oerhört viktigt. Detta arbete kommer att säkerställa att implementeringen av grafen i dagliga produkter och teknologier kommer att gå ännu snabbare."

Kewen Pan, huvudförfattaren på tidningen sa:"Detta är kanske ett viktigt steg mot kommersialisering av tryckt grafenteknologi. Jag tror att det skulle vara en utveckling inom den tryckta elektronikindustrin eftersom materialet är så lågt, stabil och miljövänlig”.

National Physical Laboratory (NPL), som var involverade i mätningar för detta arbete, har samarbetat med National Graphene Institute vid University of Manchester för att tillhandahålla en materialkarakteriseringstjänst för att tillhandahålla den felande länken för industrialiseringen av grafen och 2D-material. De har också publicerat en gemensam NPL och NGI en guide för god praxis som syftar till att ta itu med oklarheten kring hur man mäter grafens egenskaper.

Professor Ling Hao sa:"Materialkarakterisering är avgörande för att kunna säkerställa prestandareproducerbarhet och skala upp för kommersiella tillämpningar av grafen och 2-D-material. Resultaten av detta samarbete mellan universitetet och NPL är ömsesidigt fördelaktiga, samt ge mätträning för Ph.D. studenter i en metrologisk institutmiljö."

Grafen har potential att skapa nästa generations elektronik som för närvarande är begränsad till science fiction:snabbare transistorer, halvledare, böjbara telefoner och flexibel bärbar elektronik.