«Удивительный материал» современной науки подаёт надежды на создание универсальных и понятных графеновых устройств, напечатанных на практически любых носителях.
Струйная технология была революционной. Во-первых, это печать цифрового изображения, которая была быстрее и универсальнее (хотя и не всегда дешевле), чем кто-либо мог себе представить.
Затем появилась 3D-печать, где, слой за слоем, создавался трёхмерный объект. Она стала стандартным способом для изготовления сложных прототипов, а некоторые даже с её помощью «печатают» различные виды шоколада, кремов и глазури.
Затем люди стали добавлять в чернила проводящие полимеры и использовать их для печати электронных схем на различных поверхностях. С их помощью можно сделать всё, что угодно, от цифровой бумаги до одноразовых RFID-меток. И они могут печататься на листах, по сути, любого размера, в отличие от обычных высокопроизводительных схем, требующих экзотических условий производства и многомиллиардных вложений.
Однако, есть одна проблема. Струйные технологии всё же существенно отстают от традиционных интегральных схем — просто потому, что напечатанные тонкоплёночные транзисторы больше и медленнее кремниевых. Так что сейчас ведутся работы над повыщением их производительности.
Сегодня Андреа Феррари (Andrea Ferrari) со своими друзьями из Кембриджа продемонстрировали серьёзный шаг в этом направлении. Эти ребята нашли способ заменить или дополнить проводящие полимеры в чернилах с помощью графена — новомодного чудо-материала.
Не трудно догадаться, зачем. Электронные свойства графена трудно превзойти, что делает его идеальным материалом в наноэлектронике. Трудность в том, чтобы превратить его в чернила, способные быстро образовывать маленькие капли — очевидно необходимые для струйной печати.
По существу, Феррари с приятелями совершили прорыв в этой области. Они нашли способ химического расщепления графенового блока на мельчайшие частицы и фильтрации этих частиц для предотвращения засорения печатающей головки.
Затем они добавляют к ним растворитель Н-Метилпирролидон (НМП), минимизирующий такие проблемы, как эффект кофейных пятен, появляющийся при испарении некоторых растворителей.
Затем они помещают материал в принтер и печатают несколько схем и тонкоплёночных транзисторов.
Результаты многообещающие. Чернила на графеновой основе имеют такие же или же лучшие показатели, чем у большинства доступных на сегодня чернил. Это очень хорошо для первой попытки, так как, безусловно, эта технология будет улучшена.
«Это открывает возможность печати универсальных и понятных графеновых схем на произвольных поверхностях» — такими словами Феррари с коллегами завершают свою статью. Это значит, что мы можем ожидать развития этой идеи в ближайшие месяцы и годы.