As tintas de grafeno oferecem inúmeras vantagens, incluindo resistência mecânica, boa condutividade elétrica e térmica, para citar alguns

O grafeno é um material fascinante, com propriedades únicas que o tornam uma espécie de material “maravilhoso”. Excelente resistência e condutividade são apenas dois de seus cartões de visita, o último dos quais o torna interessante como uma tinta condutora.

O Graphene Flagship é o principal projeto de pesquisa quando se trata de grafeno. Quando se trata de tinta à base de grafeno e suas explorações para aplicações eletro/ópticas, este projeto em toda a UE, sediado na Chalmers University, com membros de inúmeras universidades em toda a Europa, tem muitos especialistas. Eles incluem o professor Gianluca Fiori, da Universidade de Pisa; Professora Cinzia Casiraghi da Universidade de Manchester; e Dr. Francesco Bonaccorso da BeDimensional.

“Gostaria de enfatizar que há uma grande atividade acontecendo dentro do Graphene Flagship na fabricação de tintas de grafeno e sua exploração em várias aplicações”, observou o Dr. Fiori.

As atualizações a seguir foram fornecidas por membros da pesquisa de tinta de grafeno no Graphene Flagship.

Eletrônica Impressa Agora: Quais seriam as vantagens das tintas à base de grafeno?

Carro-chefe do grafeno:  Em comparação com outras tintas condutivas disponíveis, como tintas metálicas ou tintas à base de carbono, as tintas à base de grafeno possuem valores agregados – por exemplo, alta processabilidade e propriedades físicas extraordinárias, como resistência mecânica, boa condutividade elétrica e térmica e boa barreira propriedades, só para citar algumas, difíceis de serem encontradas ao mesmo tempo no mesmo material.

Além disso, do ponto de vista elétrico, o grafeno não é um metal real, mas sim um semimetal, ou seja, a população de portadores pode ser modulada através de um campo/forças elétricas externas, o que pode abrir novas aplicações do ponto de vista eletrônico (medidor de tensão impresso, modulador eletro-óptico, fotodetectores, etc.)

Eletrônica Impressa Agora:  Como está o trabalho de desenvolvimento de tintas condutivas à base de grafeno?

Carro-chefe do grafeno: Atualmente, a produção de tinta de grafeno está bem estabelecida e muitas tintas de grafeno já podem ser encontradas no mercado. Em particular, as tintas à base de grafeno foram otimizadas (como por exemplo ao nível da reologia) em função das aplicações finais e do processo de impressão e são atualmente comercializadas. Na verdade, mais esforços devem ser feitos para melhorar a caracterização da tinta enquanto se desenvolvem padrões industriais (por exemplo, ISO, etc).

Do ponto de vista elétrico, a condutividade ainda é inferior à obtida nas tintas metálicas, sendo necessário em algum momento um pós-processamento (como por exemplo o pós-recozimento), o que pode limitar a variedade de substratos que se pode usar (dependendo do seu orçamento térmico , por exemplo).

Eletrônicos Impressos Agora: O que você vê como os principais mercados onde as tintas à base de grafeno podem ser utilizadas?

Carro-chefe do grafeno:  Os principais mercados e aplicações em que as tintas à base de grafeno podem desempenhar um papel importante são os relacionados à eletrônica impressa, dispositivos de armazenamento/conversão de energia (por exemplo, supercapacitores e baterias, células solares), têxteis inteligentes (por exemplo, e-textile ) e revestimentos inteligentes (por exemplo, revestimentos anticorrosivos). Eles também podem desempenhar um papel fundamental nos mercados emergentes de Internet das Coisas (IoT), dispositivos vestíveis e descartáveis ​​e dispositivos biomédicos.

Eletrônica impressa agora:  quais são os desafios que permanecem no desenvolvimento de tintas à base de grafeno?

Carro-chefe do grafeno:No curto prazo, as principais questões a serem resolvidas dizem respeito ao preço das tintas de alta qualidade, que ainda podem representar uma grande barreira para sua exploração em aplicações como a eletrônica impressa. Melhorar a condutividade elétrica também seria um problema importante a ser resolvido para liberar totalmente o potencial das tintas de grafeno para aplicações industriais.

Eletrônica impressa agora:  os produtos que usam tintas à base de grafeno já estão em uso comercial?

Carro-chefe do grafeno: Como afirmado anteriormente, a resposta é sim. Por exemplo, as tintas de grafeno estão disponíveis em estoques online da Sigma-Aldrich. Outro exemplo é representado pelos produtos fornecidos pelo BeDimensional, spin-off da Graphene Flagship.

Eletrônicos Impressos Agora:Quando poderemos ver o uso mainstream de tintas condutivas à base de grafeno?

Carro-chefe do grafeno:  Provavelmente (e espero) nos próximos três anos.

Fonte: Ink World Magazine 15.02.2023