石墨烯墨水打印出射频天线 成本低廉可使RFID标签随处可用

科技日报北京5月20日电 （记者房琳琳）科学家将石墨烯材料的应用又向前推进了一大步。英国曼彻斯特大学研究人员与石墨烯生产商BGT材料有限公司合作，用压缩石墨烯墨水打印出射频天线。这种天线灵活、环保，可廉价大批量生产，能够应用在无线射频识别（RFID）标签和无线传感器上，该成果发表在最近一期《应用物理快报》上。

自从2004年石墨烯第一次被分离出来，其神奇的性能一直被广泛深入地研究。第一个商业石墨烯产品是导电油墨，可以用于印刷电路和其他电子元器件。石墨烯油墨成本低且很柔软，比其他如纳米金属粒子导电油墨的性能还要强大很多。

为了让石墨烯片层更好地溶于墨水，有时候会在其中添加黏结剂帮助墨水凝固。这种石墨烯墨水必须经过高温退火才能达到使用目的，然而退火过程会破坏打印石墨烯的材料——纸张或塑料表面。

据物理学家组织网5月20日报道，研究人员发现了一个不需黏合剂就可增加石墨烯墨水导电性的方法。他们首先进行打印，然后干燥墨水，接下来用滚筒压制，就像用压路机反复碾压新铺的路面那样。

实验结果显示，压缩墨水的导电率提高了50倍，石墨烯层压板也比以往掺了黏合剂的石墨烯墨水导电快两倍。研究人员称：“高导电性让无线射频辐射更有效率，这是试验中最令人兴奋的方面。”在纸和塑料等廉价灵活的材料上印刷电子技术，意味着RFID标签等无线技术更加无处不在，从一头牛到一个汽车零件，随处都可应用。

目前，大多数商用RFID标签由金属铝和铜组成，材料昂贵、制作过程复杂，而基于石墨烯的RFID标签能够大幅度降低材料成本。该研究团队已经开始计划开发石墨烯RFID标签，以及传感器和可穿戴电子产品了。

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石墨烯时代能否颠覆硅时代？除了取决于石墨烯自身具有的多种优异性能，更为关键的是将这些性能发挥出来的制造工艺，可以让石墨烯在更大面积上保持导电性和机械性等。石墨烯墨水并不新鲜，因其成本低、印刷面积大且可适用于柔性基底，一直备受追捧，不断有改良方法出现。本研究将石墨烯打印技术又向前推进了一步。当前正处于向可穿戴设备和下一代信息技术过渡的时期，希望强烈的市场需求能促使该技术迅速走向成熟。