Première démonstration d'électronique au graphène imprimée par jet d'encre

La technologie jet d'encre a été une révolution. Tout d'abord, il y a l'impression d'images numériques, qui est devenue plus rapide et plus flexible que quiconque ne l'imaginait (mais pas nécessairement moins chère).

Puis est venue l'impression 3D dans laquelle une couche de matériau est imprimée l'une sur l'autre pour créer des objets en trois dimensions. C'est devenu un moyen standard de fabriquer des prototypes complexes tandis que d'autres l'utilisent pour « imprimer » différents types de chocolats, crèmes et glaçages.

Ensuite, il y a les groupes qui ont ajouté des polymères conducteurs aux encres et les ont utilisés pour imprimer des circuits sur des substrats souples. Ceux-ci sont utilisés pour tout fabriquer, du papier numérique aux étiquettes RFID jetables. Et ils peuvent être imprimés sur des feuilles de pratiquement n'importe quelle taille, contrairement aux circuits conventionnels à haute performance qui doivent être forgés dans des conditions exotiques dans des usines de fabrication de plusieurs milliards de dollars.

Il y a un problème cependant. L'électronique imprimée à jet d'encre sous-performe largement les circuits intégrés conventionnels – les transistors à couche mince imprimés sont tout simplement plus gros et plus lents que les modèles à base de silicium. La course est donc lancée pour améliorer leurs performances.

Aujourd'hui, Andrea Ferrari et ses amis de l'Université de Cambridge au Royaume-Uni font un pas en avant significatif. Ces gars-là ont trouvé un moyen de remplacer ou d'augmenter les polymères conducteurs de ces encres avec du graphène, le matériau miracle du moment.

Il n'est pas difficile de voir pourquoi. Les propriétés électroniques du graphène sont difficiles à égaler et en font une idée pour la nanoélectronique. Mais la difficulté est de la combiner en une encre qui forme facilement de petites gouttelettes, ce qui est évidemment essentiel pour l'impression jet d'encre.

C'est essentiellement la percée que Ferrari et co ont réalisé. Ils ont trouvé un moyen de produire facilement du graphène en écaillant chimiquement des flocons d'un bloc de graphite et en les filtrant pour éliminer tout ce qui pourrait obstruer les têtes d'impression.

Ils ajoutent ensuite les flocons à un solvant appelé N-méthylpyrrolidone, ou NMP, ce qui minimise les problèmes tels que l'effet d'anneau de café qui peut se produire lorsque certains solvants s'évaporent.

Enfin, ils ont mis ce truc dans leurs imprimantes et imprimé quelques circuits et transistors à couche mince.

Les résultats sont prometteurs. Les encres à base de graphène égalent ou surpassent les performances de la plupart des autres encres disponibles aujourd'hui. C'est plutôt bien pour un premier essai puisque des améliorations suivront certainement.

Cela ouvre la voie à des dispositifs de graphène entièrement imprimés, flexibles et transparents sur des substrats arbitraires., déclarent Ferrari and co en concluant leur article. Ce qui signifie que nous pouvons nous attendre à en voir beaucoup plus à ce sujet dans les mois et les années à venir.

Réf : arxiv.org/abs/1111.4970 : Électronique de graphène imprimée par jet d'encre

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