德雷塞尔大学 德雷克塞尔大学和三一学院的研究人员开发了一种导电墨水，可用于喷墨打印储能设备
学分:德雷克塞尔大学 来自德雷克塞尔大学和爱尔兰三一学院的研究人员用一种叫做MXene的高导电性二维材料为喷墨打印机制造了墨水
发表在《自然通讯》上的最新发现表明，这种墨水可以用来印刷任何尺寸和形状的柔性储能元件，如超级电容器
导电油墨已经存在了近十年，它们代表了一个数亿美元的市场，预计将在未来十年迅速增长
它已经被用来制造射频识别标签，用于高速公路收费转发器、便携式电子设备的电路板，并作为嵌入式无线电天线安装在车窗上，还有助于除霜
但是，为了让这项技术得到更广泛的应用，导电油墨需要变得更具导电性，更容易应用于各种表面
尤里·戈戈齐博士
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他是德雷克塞尔工程学院材料科学与工程系的巴赫教授，研究新材料在技术中的应用，他认为德雷克塞尔纳米材料研究所创造的墨水在这两个方面都是一个重大进步
“到目前为止，导电油墨在高分辨率印刷和高电荷存储设备方面只取得了有限的成功，”戈戈特西说
“但我们的发现表明，用先进的喷墨打印机制造的全MXene打印微型超级电容器，比现有的用其他导电墨水制造的储能装置大一个数量级
" 虽然研究人员正在稳步寻找用新的、更具导电性的材料(如纳米粒子银、石墨烯和镓)制造墨水的方法，但挑战仍然是将它们无缝地融入制造过程
根据巴贝克·阿纳索里博士的说法，这些墨水中的大多数不能一步到位
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德雷克塞尔材料科学与工程系的研究助理教授，也是MXene墨水研究的合著者
“对于大多数其他纳米油墨来说，需要一种添加剂来将颗粒结合在一起，从而实现高质量的印刷
因此，在印刷后，需要一个额外的步骤——通常是热处理或化学处理——来去除添加剂，”阿纳索里说
“对于MXene印刷，我们只使用MXene在水中或MXene在有机溶液中制作油墨
这意味着无需任何额外步骤就可以干燥
" MXenes是一种碳基二维层状材料，于2011年在Drexel制造，具有与水和其他有机溶剂等液体混合的独特能力，同时保持其导电特性
正因为如此，Drexel的研究人员以各种形式生产和测试了它，从导电粘土到电磁干扰屏蔽涂层，再到几乎看不见的无线天线
调整浓度以产生用于商业打印机的墨水是时间和迭代的问题
油墨中的溶剂和MXene浓度可以调整，以适应不同类型的打印机
“如果我们真的想大规模利用任何技术，并准备好供公众使用，它必须变得非常简单，一步到位，”阿纳托利说
“几乎每家每户都能找到喷墨打印机，所以我们知道，如果我们能制造出合适的墨水，任何人都有可能制造出未来的电子产品和设备
" 作为这项研究的一部分，德雷克塞尔团队与三一学院的印刷专家研究人员合作，将MXene墨水在一系列打印输出中进行测试，包括一个简单的电路、一个微型超级电容器和一些文本，打印在从纸到塑料到玻璃的基板上
通过这样做，他们发现他们可以打印出厚度一致的线条，并且墨水通过电流的能力随其厚度而变化——这两者都是制造电子元件的重要因素
并且打印输出保持了其优异的导电性，这是所有碳基导电油墨中最高的，包括碳纳米管和石墨烯
所有这些都相当于一个非常通用的产品，用于制造在我们的电子设备中执行重要但经常被忽视的功能的微小组件，例如在电池耗尽时保持电源接通、防止破坏性电涌或加速充电过程
提供一种性能更高的材料和一种用它来制造东西的新方法，不仅可以改进我们现有的设备，还可以创造出全新的技术
“与传统的制造协议相比，直接油墨印刷技术，如喷墨印刷和挤压印刷，允许数字和添加剂图案化，定制，减少材料浪费，可扩展性和快速生产，”阿纳索里说
“现在我们已经生产了一种可以通过这种技术应用的MXene墨水，我们正在寻找使用它的新机会
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