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電子織物作製に使用できるグラフェンと銀の混合液の開発

The University of Manchesterの研究グループが、インクジェット用グラフェンと銀の混合液を開発し、コットンへ印刷することで高導電性の電子織物を作製しました。

この研究成果は、Scientific reportsに掲載されています。


この記事は下記論文の紹介記事です。

論文:

Karim, Nazmul, et al. "All Inkjet-Printed Graphene-Silver Composite Ink on Textiles for Highly Conductive Wearable Electronics Applications." Scientific reports 9.1 (2019): 8035.

https://www.nature.com/articles/s41598-019-44420-y


インクジェット印刷されたウェアラブル電子テキスタイル(e-テキスタイル)は、デジタル加工技術によって提供される優れた処理と環境上の利点により、非常に有望であると考えられています。

銀(Ag)ナノ粒子(NP)などの導電性金属インクのインクジェット印刷は十分に確立されており、グラフェンの多機能特性により、グラフェンベースのインクを用いたインクジェット印刷は大きな関心を集めています。

ただし、グラフェン濃度が高い場合のインクの安定性が低く、金属インクでのAgの装填量が多いことに伴うコストにより、その幅広い使用が制限されています。さらに、これまでに報告されているグラフェンベースの電子テキスタイルは、主に酸化グラフェン(GO)または還元グラフェン酸化物(rGO)などのグラフェン誘導体に基づいており、電気伝導性が劣っていたことも課題でした。


このような課題から、同研究グループは、ウェアラブル電子テキスタイル用途向けの高導電性で費用対効果の高いグラフェン-Ag複合インクのインクジェット印刷について報告しています。



複合インクは、最初にPEL紙に配合、特性評価、インクジェット印刷され、その後150℃で1時間焼結されました。印刷パターンのシート抵抗は、印刷層の数と配合のグラフェンとAgの比率に応じて、約0.08〜4.74Ω/ sqの範囲にあることがわかります。最適化された複合インクは、表面の前処理(インクジェット印刷)コットン生地への印刷に成功し、全インクジェット印刷の高導電性で費用対効果の高い電子織物を生産しました。印刷パターンのシート抵抗は、印刷層の数と配合のグラフェンとAgの比率に応じて、約0.08〜4.74Ω/ sqの範囲にあることがわかります。最適化された複合インクは、表面の前処理(インクジェット印刷)コットン生地への印刷に成功し、全インクジェット印刷の高導電性で費用対効果の高い電子織物を生産しました。印刷パターンのシート抵抗は、印刷層の数と配合のグラフェンとAgの比率に応じて、約0.08〜4.74Ω/ sqの範囲にあることがわかります。


最適化された複合インクは、表面の前処理(インクジェット印刷)コットン生地への印刷に成功し、全インクジェット印刷の高導電性で費用対効果の高い電子織物を生産したとのことです。

このように、グラフェン-銀複合材料のアプローチは、銀の消費を削減することで、インクジェット印刷のウェアラブル電子テキスタイルの生産コストを潜在的に削減できます。この研究成果は、より高い導電率が望まれるグラフェンベースのウェアラブル電子テキスタイルの非常に多くの潜在的なアプリケーションを開くと期待されるとのことです。



#ウェアラブル #ピエゾ #銀 #グラフェン

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