Udskrivning af fleksibel bærbar elektronik til smartenhedsapplikationer

Efterspørgslen efter fleksibel bærbar elektronik har steget med den dramatiske vækst af smarte enheder, der kan udveksle data med andre enheder over internettet med integrerede sensorer, software, og andre teknologier. Forskere har derfor fokuseret på at udforske fleksible energilagringsenheder, såsom fleksible superkapacitatorer (FSC'er), som er lette og sikre og nemt kan integreres med andre enheder. FSC'er har høj effekttæthed og hurtige opladnings- og afladningshastigheder.

Udskrivningselektronik – fremstilling af elektroniske enheder og systemer ved at bruge konventionelle printteknikker – har vist sig at være en økonomisk, enkel, og skalerbar strategi til fremstilling af FSC'er. Traditionelle mikrofremstillingsteknikker kan være dyre og komplekse.

I Anvendt fysik anmeldelser , forskere fra Wuhan University og Hunan University giver en gennemgang af trykte FSC'er med hensyn til deres evne til at formulere funktionelle blæk, design printbare elektroder, og integrere funktioner med andre elektroniske enheder.

Trykte FSC'er fremstilles generelt ved at trykke de funktionelle blæk på traditionelle organiske og uorganiske elektrodematerialer på fleksible substrater. På grund af den tynde filmstruktur, disse udskrevne enheder kan bøjes, strakt, og snoet til en vis radius uden tab af elektrokemisk funktion.

Ud over, superkondensatorens stive strømaftagerkomponenter kan også erstattes af de fleksible printede dele. Forskellige trykteknikker såsom serigrafi, inkjet print, og 3D-print er veletableret til at fremstille de printede FSC'er.

"Udviklingen af ​​miniaturiseret, fleksibel, og plane højtydende elektrokemiske energilagringsenheder er et presserende krav for at fremme den hurtige udvikling af bærbare elektroniske enheder i dagligdagen, " sagde forfatter Wu Wei. "Vi kan forestille os, at i fremtiden, vi kan bruge enhver printer i vores liv og kan printe en superkapacitator til at oplade en mobiltelefon eller et smart armbånd når som helst. "

Forskerne fandt for formuleringer af trykfarve, to principper bør følges. Først, ved valg af blækkomponenter, det er vigtigt at inkludere færre ineffektive tilsætningsstoffer, bedre ledende bindemidler, og fremragende dispersionselektrodematerialer. Sekund, blækket skal have en passende viskositet og en god rheologiegenskab for at opnå fremragende tryk.

Udskrivbare funktionelle materialer, såsom grafen og pseudokapacitive materialer, er gode kernekomponenter i trykte superkapacitatorer.

Da trykt elektronik giver fordelen ved fleksibilitet og lave omkostninger, de kan bruges til at fremstille solceller, fleksible OLED-skærme, transistorer, RFID tags, og andre integrerede smarte enheder. Dette åbner mulighed for mange andre applikationer, herunder smarte tekstiler, intelligent emballage, og smarte etiketter.