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Circuits graphène imprimés à jet d’encre de haute qualité : un pas de plus vers les ordinateurs pliables – High-teK.ca

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Des chercheurs de la Northwestern University ont mis au point une nouvelle méthode pour créer de grands volumes de graphène de haute qualité, puis imprimer des motifs de graphène flexibles avec une imprimante à jet d’encre qui sont 250 fois plus conductrices que les tentatives précédentes.

En ce qui concerne la prochaine génération d’électronique et d’informatique, le graphène possède une combinaison unique de propriétés qui en font un matériau presque idéal. Non seulement il est extrêmement conducteur, mais il est très solide, chimiquement stable et flexible. Il n’y a que deux problèmes : il est très difficile de produire du graphène pur en grande quantité, et il s’avère assez difficile d’utiliser le graphène comme semi-conducteur (il ne contient pas la bande interdite la plus importante). Aujourd’hui, il semble que Northwestern ait résolu le premier problème, mais le problème de la bande interdite reste toujours en suspens.

Circuit de graphène flexible imprimé à jet d'encreHistoriquement, le graphène est produit par exfoliation mécanique – un terme fantaisiste qui signifie essentiellement « décoller des couches de graphite à l’aide de ruban adhésif ». Cela produit du graphène de haute qualité, mais il est impossible de passer à la production commerciale. Des chercheurs ont récemment graphène pur cultivé sur un substrat de cuivre, en utilisant le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), mais c’est encore un processus très lent, et il est peu probable qu’il produise du graphène dans les quantités dont nous avons besoin. La meilleure option pour la production de masse est l’exfoliation en phase de solution – écailler le graphène du graphite à l’aide d’un solvant liquide – mais les tentatives précédentes n’ont produit que des flocons de très faible qualité qui ne possèdent pas beaucoup des propriétés de « matériau miracle » du graphène. Maintenant, Northwestern a mis au point une nouvelle méthode, utilisant de l’éthanol et de l’éthylcellulose, qui peut être utilisée pour produire en masse des flocons de graphène d’assez haute qualité.

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Ces flocons sont ensuite mélangés dans une encre, qui est ensuite imprimée à l’aide d’une imprimante à jet d’encre conventionnelle. Les circuits résultants, comme vous pouvez le voir sur la droite, sont très flexibles – et même sous une telle contrainte, leur conductivité (qui est 250 fois supérieure à celle des circuits de graphène imprimés à jet d’encre précédents) reste pratiquement inchangée. En théorie, ces circuits de graphène imprimés par jet d’encre pourraient constituer la base de dispositifs flexibles et pliables. Imaginez un affichage composé de panneaux individuels, qui peuvent être dépliés pour former un affichage géant – un peu comme une carte touristique pliée. L’autre application évidente est l’informatique portable, où divers composants peuvent être stockés dans des emplacements assez statiques (contre votre poitrine, votre jambe intérieure), mais les connexions entre les composants seraient fabriquées à partir de graphène flexible.

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Document de recherche: DOI : 10.1021/jz400644c – « Impression à jet d’encre de motifs de graphène flexibles à haute conductivité »

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