萨塞克斯大学物理学家的一项新研究将”显着推进”液体电子的新技术领域，改善可穿戴健康监视器，印刷电子产品甚至电池中可能应用的功能和可持续性。
石墨烯包裹的乳液液滴沉积在电极上，用于单液滴薄膜电子设备。图片来源：萨塞克斯大学。
在他们发表在ACS Nano上的研究文章中，Sussex的研究人员在他们早期的工作中增加了用石墨烯和其他2D材料覆盖乳液液滴，方法是将涂层减少到原子薄的纳米片层。
通过这样做，他们可以开发导电液体乳液，这是有史以来负载最低的石墨烯网络 – 仅为0.001 vol%。
这意味着随之而来的液体电子技术 – 无论是用乳液液滴打印的电子设备，跟踪物理性能和健康状况的应变传感器，甚至可能是更高效，更持久的电动汽车电池 – 都将既便宜又更具可持续性，因为它们将需要更少的石墨烯或其他2D纳米片涂覆液滴。
另一个重要的发展是，研究人员目前可以使用任何液体制造这些电子液滴网络 – 而早期的研究集中在传统的油和水上 – 因为他们已经学会了如何调节石墨烯覆盖的液滴，这意味着他们可以精确地将乳液设计成首选应用。
萨塞克斯大学数学与物理科学学院材料物理学研究员，该研究的主要作者Sean Ogilvie博士解释了这一发展背后的科学：”石墨烯等2D材料的潜力在于它们的电子特性和可加工性;我们开发了一种利用纳米片分散体的表面积来稳定具有超薄涂层的乳液液滴的工艺。
这些乳液的可调性使我们能够将2D材料包裹在任何液滴周围，以利用其电子特性。这包括乳液油墨，其中，我们发现液滴可以在没有咖啡环效应的情况下沉积，这阻碍了传统功能油墨的印刷，可能使印刷晶体管和其他电子设备的单液滴薄膜成为可能。
Sean Ogilvie博士，研究主要作者，萨塞克斯大学数学与物理科学学院材料物理学研究员
“我们研究小组的另一个令人兴奋的发展是，我们现在还可以针对特定应用设计和控制我们的乳液，例如包裹软聚合物，例如用于可穿戴应变传感器的硅胶，这些传感器在低石墨烯负载下表现出更高的灵敏度，我们还在研究电池电极材料的乳液组装，以提高这些储能设备的坚固性，”奥格尔维博士补充道。
萨塞克斯大学（University of Sussex）实验物理学教授艾伦·道尔顿（Alan Dalton）首先受到沙拉酱的制作刺激，以研究将石墨烯掺入液体乳液中的潜力。
通过将液滴的石墨烯涂层降低到原子薄层，并通过能够使用任何液体材料来打开现实世界应用的广泛潜力，这一研究发展将大大推进新兴的和科学令人兴奋的液体电子学领域。
艾伦·道尔顿，萨塞克斯大学实验物理学教授
期刊参考：
Ogilvie, S.P., et al. (2022) Nanosheet-Stabilized Emulsions: Near-Minimum Loading and Surface Energy Design of Conductive Networks. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.1c06519.
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