石墨烯油墨在不同基材上的直写及性能研究开题报告

全文总字数：2051字

1. 研究目的与意义

研究预期达到的目标（1）以还原氧化石墨烯作为导电油墨的导电填料，以乙醇、乙二醇、去离子水的混合溶液为溶剂，以羧甲基纤维素钠、十二烷基苯磺酸钠作为粘合剂和助剂，配置适合直接书写的石墨烯导电油墨。

（2）采用石墨烯导电油墨和直接书写技术，在高光相纸及pi薄膜上构造柔性导电线路，研究导电线路的性能。

并以此导电线路代替部分金属导线，组装柔性基材电路，实现柔性电子产品的手绘。

2. 国内外研究现状分析

导电油墨的研究现状jin-woo han 等利用普通钢笔将碳纳米管墨水直接在纤维素纸上书写，结果显示该油墨的均匀性和稳定性良好，在纸张上的粘附性良好，能够抵抗弯曲、折叠、压皱和其他机械力。

w.l. yan 等以中国水墨为溶剂和分散剂，所得的多层碳纳米管/水墨/聚乙烯醇复合材料具有高柔性和高电导率，电导率可达8.17 s/cm，该方法同样适用于其他碳系材料，如碳纳米纤维，石墨烯纳米层。

xu 等配制了一种由银纳米粒子和石墨烯-银复合材料纳米层组成的导电油墨，并将该导电油墨注入商业滚珠笔中，在爱普生照明纸上绘制线路，结果证明，绘制出来的线路不仅具有柔性，而且可以导电。

3. 研究的基本内容与计划

本课题主要的研究内容及方法包括：（1）石墨烯导电油墨的配制：以还原氧化石墨烯为填料，以乙醇、乙二醇及去离子水的混合溶液为溶剂，以羧甲基纤维素钠和十二烷基苯磺酸钠为粘合剂和助剂，制备石墨烯导电油墨。

（2）提高pi薄膜的亲水性：用高锰酸钾和氢氧化钠配制刻蚀液，对清洗干净的pi薄膜进行处理，提高pi薄膜的亲水性。

（3）采用直接书写的方式绘制柔性导电线路：用笔头为直径1.0mm的笔芯自制导电笔，注入配制的石墨烯导电油墨制备导电笔，在高光相纸及pi薄膜上绘制导电线路，选择热烧结对直写电路进行后处理，烧结时间为30min，烧结温度为100℃。

4. 研究创新点

本课题的创新之处在于：（1）大量有关石墨烯制备工艺的公开报道主要集中于机械剥离法、外延生长法和氧化还原法。

氧化还原法克服了机械剥离法和外延生长法成本高、工艺复杂的缺点，并具有成本低、产率高、周期短的优点，但是，目前广泛使用的氧化石墨烯还原剂联氨或硼氢化钠有毒且成本高。

本课题选择价格低廉、环境友好的维生素 c 作为还原剂，复合绿色理念。