據(jù)介紹，導(dǎo)電油墨已經(jīng)被用于制作無線射頻識(shí)別標(biāo)簽，這些標(biāo)簽用于高速公路收費(fèi)站應(yīng)答器、便攜式電子產(chǎn)品的電路板及將車窗作為嵌入式無線電天線排列的信息技術(shù)。但要讓這項(xiàng)技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用，導(dǎo)電油墨需要變得更導(dǎo)電，更容易應(yīng)用于各種設(shè)備。

研究人員認(rèn)為，德雷克塞爾納米材料研究所創(chuàng)造的墨水在這兩個(gè)方面都取得了重大進(jìn)展。盡管研究人員正在穩(wěn)步研究如何利用納米粒子銀、石墨烯和鎵等來開發(fā)出更具導(dǎo)電性的新材料制造油墨，但此挑戰(zhàn)仍然是如何將它們緊密地整合到制造過程中。Drexel的研究助理教授BabakAnasori表示這些墨水中的大多數(shù)不能一步到位地使用。

Anasori教授表示稱：“對(duì)于大多數(shù)其他納米油墨都需要添加劑將顆粒保持在一起并從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量印刷。因此，在印刷之后需要一個(gè)額外的步驟—— 通常是熱處理或化學(xué)處理 類似去除添加劑。對(duì)于MXene打印，我們只在水中使用MXene或在有機(jī)溶液中使用MXene來制作墨水。這意味著無需任何額外的步驟它就是干燥。”

據(jù)了解，MXenes油墨具有與水和其他有機(jī)溶劑等液體混合的獨(dú)特能力，同時(shí)保留其導(dǎo)電性能。因此，Drexel研究人員以各種形式生產(chǎn)和測(cè)試它，從導(dǎo)電粘土到電磁干擾屏蔽涂層到近乎無形的無線天線，調(diào)整濃度以產(chǎn)生用于商業(yè)印刷機(jī)的油墨是時(shí)間和迭代的問題，油墨中的溶劑和MXene濃度可以根據(jù)不同的打印機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

作為研究的一部分，研究小組將MXene油墨在一系列打印輸出中進(jìn)行了測(cè)試，包括一個(gè)簡(jiǎn)單的電路、一個(gè)微型超級(jí)電容器和一些文本，這些打印輸出在紙張、塑料和玻璃等多種基片上。在這樣做的過程中，他們發(fā)現(xiàn)他們可以打印出厚度一致的線條，而墨水通過電流的能力也會(huì)隨著厚度的不同而變化——這兩項(xiàng)都是制造電子元件的重要因素。打印出來的材料保持了良好的導(dǎo)電性，在碳納米管和石墨烯等所有碳基導(dǎo)電油墨中導(dǎo)電性最高。

這些都是一種非常多功能的產(chǎn)品，用于制造在我們的電子設(shè)備中發(fā)揮重要但往往被忽視的功能的微小組件——比如在電池耗盡時(shí)保持電源，防止破壞性的電涌或加速充電過程提供一種性能更高的材料和一種用它制造東西的新方法，不僅可以改進(jìn)我們目前的設(shè)備，而且可以創(chuàng)造全新的技術(shù)。

Anasori教授還表示稱：“與傳統(tǒng)制造協(xié)議相比，直接油墨印刷技術(shù)，如噴墨印刷和擠出印刷，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字和附加圖案化，定制化，減少材料浪費(fèi)，可擴(kuò)展性和快速生產(chǎn)?，F(xiàn)在我們已經(jīng)生產(chǎn)出可以通過這種技術(shù)應(yīng)用的MXene油墨，我們正在尋找一個(gè)新機(jī)會(huì)來利用它。”

諸如電晶體、LED和PV等印刷電子目前已經(jīng)能夠列印在塑料或紙質(zhì)基板上了，但這些基板往往是剛性或硬質(zhì)的。截至目前為止，各種相關(guān)研究證實(shí)，除非采用復(fù)雜的多個(gè)印刷制程步驟，否則很難讓油墨兼具高導(dǎo)電性與彈性。

東京大學(xué)工程研究所教授染谷隆夫(Takao Someya)帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)最近開發(fā)出一種彈性導(dǎo)電油墨，可輕松地列印在織物并在單個(gè)步驟中形成圖案。這種油墨是由銀質(zhì)薄片、有機(jī)溶劑、氟橡膠和含氟表面活化劑所組成，即使在拉伸到較原有長(zhǎng)度更高3倍以上時(shí)，也仍具有高度導(dǎo)電性。因此，它可望超越目前可延伸較原始長(zhǎng)度更高2.5倍的記錄，成為具有最高導(dǎo)電性的彈性導(dǎo)體。

東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用這種新式油墨在運(yùn)動(dòng)衣材料上印制彈性導(dǎo)體，并結(jié)合有機(jī)的電晶體放大器器電路，打造出一款腕帶式肌肉活動(dòng)感測(cè)器。這款感測(cè)器能夠在3×3電網(wǎng)中放置9個(gè)電極的4×4平方公分區(qū)域內(nèi)，利用偵測(cè)肌肉電位來測(cè)量肌肉的活動(dòng)。

電極、導(dǎo)線和通孔可以透過單個(gè)步驟制程輕松進(jìn)行印刷，同時(shí)在材料表面的兩側(cè)印制出肌肉活動(dòng)感測(cè)器。

“我們的團(tuán)隊(duì)一直致力于開發(fā)舒適的可穿戴式裝置，而新式導(dǎo)電油墨則是這項(xiàng)研究的成果之一，”Someya解釋說，“以往的最大挑戰(zhàn)在于利用一個(gè)簡(jiǎn)單的印刷步驟取得高導(dǎo)電性與彈性化的導(dǎo)電油墨。如今，利用表面活化劑讓銀薄片在印刷圖案表面自組裝，不僅確保高導(dǎo)電性，也讓我們達(dá)成研究目標(biāo)了。”