閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
能源環(huán)境新聞

英國約克大學:激光誘導石墨烯在 3D打印一步制造低電阻導體

星之球科技 來源:碳藝2021-09-14 我要評論(0 )   

成果簡介三維 (3D) 打印在不同應用的商品制造中變得越來越普遍。其中許多應用將受益于將電子設備集成到 3D 打印結(jié)構(gòu)中。本文,英國約克大學Mehraneh Tavakkoli Gilavan...


成果簡介


三維 (3D) 打印在不同應用的商品制造中變得越來越普遍。其中許多應用將受益于將電子設備集成到 3D 打印結(jié)構(gòu)中。本文,英國約克大學Mehraneh Tavakkoli Gilavan等研究人員在《ACS Appl. Electron. Mater.》期刊發(fā)表名為“One-Step Fabrication of Low-Resistance Conductors on 3D-Printed Structures by Laser-Induced Graphene”的論文,研究報告了一種將3D打印的聚醚酰亞胺 (PEI) 轉(zhuǎn)化為石墨烯。這種激光誘導石墨烯(LIG) 不僅具有導電性,而且還具有用于機械應變傳感的大應變系數(shù)。


已經(jīng)實現(xiàn)了0.30 Ω/sq 的薄層電阻,這比之前關于3D打印的 PEI/PC 薄板的報告低 50 倍,并且是迄今為止在任何聚合物基板上報告的最低 LIG 薄層電阻值。這是由于三個主要因素實現(xiàn)的:3D 打印物體上的 LIG 厚度大、每單位面積的激光能量最大化,以及與商業(yè) PEI 相比,3D 打印 PEI 上的 LIG 形態(tài)得到改善。





圖文導讀


圖1. (a) 3D 打印基材和激光工藝在 3D 打印物體上的示意圖。用于不同應用的導電圖案可以直接集成到智能對象中。(b) 3D 打印的 PEI 基板上的激光工藝。(c) PEI 基板上的一、二和三脈沖寬線。


圖2. (a) 3D 打印的 PEI 和 (b) 商業(yè) PEI 上具有不同激光功率的矩形圖案的拉曼光譜。材料質(zhì)量隨著功率的提高而提高。多層石墨烯對于 3D 打印的 PEI,可以在 40% 的功率下觀察到峰值。(c) 3D打印的 PEI 和 (d) 商業(yè) PEI 上 40% 激光功率的 TEM 圖像。


圖3.在3D打印的 PEI 基板上的石墨烯 低倍率 SEM 圖像


圖4. (a) XPS 測量光譜和 (b) 碳和氧的原子百分比作為 3D打印PEI上矩形圖案LIG激光功率的函數(shù)。(c) XPS 測量光譜和 (d) 碳和氧的原子百分比作為商業(yè) PEI 上LIG樣品的激光功率的函數(shù)。


圖5. (a) 刻在 3D 打?。ǖ撞浚┖蜕虡I(yè)(上方)PEI 上的應變計。(b) 三點彎曲試驗裝置。對 (c) 3D 打印的 PEI 和 (d) 商業(yè) PEI 上的雕刻后施加應變后的電阻變化。

小結(jié)


我們已經(jīng)展示了將 3D 打印聚合物 (PEI) 直接轉(zhuǎn)化為 石墨烯。由于 3D 打印過程中鏈的重新排列,3D 打印的 PEI 的熱分析顯示出不同的結(jié)果。與商業(yè)樣品相比,在 3D 打印的 PEI 上制造的應變傳感器顯示出高 14 倍的應變系數(shù)。





鏈接:https://doi.org/10.1021/acsaelm.1c00480



轉(zhuǎn)載請注明出處。

制造業(yè)激光激光技術(shù)
免責聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關責任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負責,版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請及時向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點評
0相關評論
精彩導讀