Các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge cùng với các đồng nghiệp từ Itali và Trung Quốc đã chứng tỏ graphene - dạng hai chiều của cacbon - có thể được in trực tiếp lên vải như thế nào để sản xuất ra các mạch điện tử tích hợp có tính tiện nghi khi mặc và có thể chịu được 20 chu kỳ trong máy giặt điển hình.
Các dụng cụ điện tử mới được in từ mực in dựa trên graphene và các vật liệu hai chiều khác, và được sản xuất bằng các kỹ thuật gia công chuẩn, in bằng quá trình in phun có thể nâng quy mô, bền vững và chi phí thấp; và kết quả đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Dựa trên công trình nghiên cứu trước về tạo công thức cho mực graphene cho dụng cụ điện tử in, nhóm đã thiết kế mực in có điểm sôi thấp, mực được in trực tiếp lên vải polyester. Ngoài ra, họ đã thấy rằng cải biến độ thô thám của vải đã cải thiện công năng của dụng cụ được in. Tính đa năng của quá trình cho phép các nhà nghiên cứu thiết kế không chỉ các transitor mà cả các mạch điện tử tích hợp in, kết hợp các thành phần chủ động và bị động.
Hầu hết các dụng cụ điện tử có thể mặc (đeo) trên người hiện có đều dựa trên các thành phần điện tử cứng được gắn trên chất dẻo, cao su hoặc vật liệu dệt. Các thành phần này có tính tương hợp hạn chế với da trong nhiều trường hợp, bị tổn thương khi giặt và không tiện nghi để mặc do chúng không thoát ẩm.
Công trình đã mở ra nhiều khả năng thương mại hóa mực in vật liệu hai chiều, từ sức khỏe cá nhân tới chăm sóc thư giãn, dụng cụ thu và lưu trữ năng lượng có thể đeo trên người, quần áo quân sự, dụng cụ tính toán và thời trang.
Việc sử dụng graphene và mực in có các vật liệu 2D có liên quan khác (GRM) để tạo ra các thành phần điện tử và dụng cụ được tích hợp vào vải và vật liệu dệt đổi mới là tâm điểm của các tiến bộ kỹ thuật mới trong ngành vật liệu dệt thông minh. Các nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Graphen Cambridge và Politecnico di Milano cũng tham sự vào dự án Graphene Flagship - một dự án được EC tài trợ kinh phí, có nhiều quốc gia châu Âu tham gia để đưa graphen và công nghệ GRM thành các ứng dụng thương mại.
Nghiên cứu được hỗ trợ bởi tài trợ từ the Graphene Flagship, the European Research Council's Synergy Grant, The Engineering and Physical Science Research Council, The Newton Trust, Chương trình Nghiên cứu Quốc tế của Quỹ Khoa học tự nhiên Quốc gia Trung Quốc và Bộ Khoa học Công nghệ Trung Quốc. Công nghệ đang được thương mại hóa bởi Cambridge Enterprise là doanh nghiệp thương mại của Đại học Cambridge.
(Theo Nguyễn Hoàng Minh/vinatex)
Từ khóa:
