1. 研究目的与意义
目的:
采用从竹粉中提取的纳米纤维素作为基底改善材料,将聚苯胺和石墨烯作为超级电容器电极填料。通过氧化还原法制备石墨烯,并通过化学氧化聚合法制备聚苯胺,将两者与连接料、助剂和溶剂等混合制成还原氧化石墨烯/聚苯胺超级电容器电极油墨。
意义:
2. 国内外研究现状分析
柔性电子产品的应用范围越来越广泛,涉及的领域也在不断的增多,主要包括触摸屏、电子纸、传感器、无线射频标签、光伏电池、发光二极管等方面。但是这些方法存在一定的不足,例如工艺繁琐、设备要求较高等。喷墨打印技术因操作简单、适合大批量生产、商业价值高等优点,被认为是制造大面积柔性电子产品技术中最有前景的方法之一。
作为印制电子技术的基础与核心材料,导电油墨研发也受到了人们广泛的重视。导电油墨市场巨大,包括了新兴市场和成熟市场。idtech ex的最新报告显示,导电油墨市场规模在2015年已达到140亿元。而nano markets公司则预测,就导电银粉油墨的市场规模在2016年就能超过150亿元。
在喷墨工艺上,具有低电阻率的石墨烯可通过喷墨印刷的方式制成柔性电子器件,但打印速率相对不高,而且只能打印薄层墨,厚层墨的打印只能通过重复多次打印,所以开发产业化用的先进喷墨打印机也是当务之急。喷墨打印作为一项新的材料制备技术,在柔性电子屏,电子纸上有着较好的应用前景。虽然面临不少挑战,但随着这些问题的不断解决。石墨烯墨水和喷墨打印技术将会获得更广泛的应用。
3. 研究的基本内容与计划
内容:
本课题采用从竹粉中提取的纳米纤维素作为基底改善材料,将聚苯胺和石墨烯作为超级电容器电极填料。通过氧化还原法制备石墨烯,并通过原位聚合法制备聚苯胺,将两者与连接料、助剂和溶剂等混合制成还原氧化石墨烯/聚苯胺超级电容器电极油墨。
计划:
4. 研究创新点
特色:
纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖,具有来源广泛,不污染环境,成本低廉、可再生等特点。石墨烯及其衍生物由于它们杰出的物理性能与丰富的改性可能而受到了全世界科学家的广泛关注,石墨烯的很多性能都远远优于其他材料的性能。制备以石墨烯为基体的可导电且具有优良机械性能的复合物引起了广泛的关注,尤其是将石墨烯与可降解、可再生材料复合。聚苯胺原料易得、合成方法简单、具有较高的导电性和良好的环境友好性,聚苯胺一直是导电高分子研究的热点和最受关注的导电聚合物之一。
创新之处:
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