Skoltech研究人员已经为一种方法申请了专利，该方法能够在具有100纳米分辨率的透明基板上生产任意形状的功能石墨烯组件，这在柔性和透明电子产品方面具有很大的希望。新方法有助于避免石墨烯在基板之间转移过程中出现的缺陷，并强烈影响材料的质量。
“柔性和透明的电子设备通常与可穿戴生物传感器相关联，这些生物传感器监测生命体征，如心率，呼吸和血液氧合，并将它们中继到智能手机或健身手环，”Skoltech博士生Aleksei Shiverskii，发明者之一，评论道。“一种经济实惠且高效的技术，起初似乎不切实际，很快就会成为无处不在且不可或缺的设备，就像蓝牙电热水壶或wifi吸尘器一样。我相信有一天，柔性和透明的电子产品也会成为固定装置。
目前，嵌入聚合物或玻璃中的金属网被用作柔性透明电子产品的导体。网格最常见的金属是铜、银，甚至高端设备的金或铂。然而，加热玻璃的金属网很难被称为透明。虽然他们很好地完成了他们的任务，但最精细的网格只能通过大约三分之二的光线。与肉眼可以看到的金属网格相反，石墨烯更透明，更不可见，导电性更高。此外，一些研究表明，石墨烯具有更高的弯曲疲劳强度，因此可以持续更长时间。
重要的是，与纯金属相比，石墨烯由更便宜、更环保的材料制成，与铜或银不同，石墨烯不易氧化。
通常，石墨烯在临时基板上合成，然后转移到永久性聚合物基板上，根据需要支撑和塑造它。转移是使用可扩展性差的Langmuir-Blodgett方法进行的，该方法容易引起缺陷并损害石墨烯的质量。Skoltech团队提出了一种替代解决方案来解决阻碍石墨烯在柔性透明电子产品中广泛采用的转移问题。
“石墨烯通常使用临时的平坦基板生产。在Langmuir-Blodgett方法中，一旦合成完成，基底就会溶解，石墨烯薄膜漂浮在液体表面上。然后将永久性基板滑入薄膜下，使石墨烯具有所需的形状。正是在这一点上，材料中出现了缺陷，“Shiverskii解释说。
“在我们的方法中，临时基板被制成与最终所需的石墨烯形状相匹配。一旦我们将永久性基材放在薄膜上，我们就去除临时基材。由于石墨烯以最终形状沉淀下来，因此无需将其覆盖在永久性基板上，这有助于避免皱纹和其他缺陷。3D临时基板提供了比传统技术更广泛的可能性。现在，与2D或准2D电路一起，我们可以以几十纳米的分辨率生产任何复杂的3D电路，“专利共同持有人和Skoltech助理教授Sergey Abaimov说。
他继续说道：“该专利公开了一种特定的优化实验室测试方法，其中我们在催化铜基板上创建具有未来石墨烯结构形状的光聚合物掩模，涂上铬，然后去除聚合物，在基板上留下所需形状的负铬掩模。我们使用铬，因为它可以承受高温合成并在覆盖区域钝化石墨烯。除了这种方法，该专利还提出了更通用的方法 – 无论是在描述还是公式 – 涵盖了广泛的替代方法。
“我预计这项复杂的专利会多次修订，但令我惊讶的是，申请立即获得批准，只有很小的技术更正。我希望我们的研究将得到广泛的应用，并有助于将俄罗斯在柔性和透明电子产品方面的技术推向新的高度，“阿拜莫夫总结道。
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