近年来，柔性印刷电子技术的迅速发展为制备微型化电子器件提供了一个绿色制造的技术方案。然而，电子油墨及其一系列的流体动态过程成为影响所印制器件性能的主要因素。为印制高质量的电子器件，必须掌握调控电子油墨流变特性的方法，以及标定在印制过程中油墨的动态变化信息。
为此，我们利用化学气相沉积生长的分层多孔石墨烯微球为石墨烯油墨的活性材料，通过优化油墨组分、调控油墨的剪切粘度和表面张力等流变特性，获得适合凹版印刷工艺的电子油墨。借助高景深光学显微镜进行原位动力学表征，研究石墨烯电子油墨在凹版中的浸润特性、流动速率以及电子油墨在凹版槽中的填充过程，发现印刷速率和油墨在凹槽的接触角共同影响油墨的填充。在油墨由凹槽被转移到衬底的过程中，通过改变衬底的表面能以及调控了衬底与凹槽之间油墨桥的滑离（slipping），增加油墨转移到衬底上的百分比（最高达95%），使得衬底表面沉积足够多油墨以充分扩散形成高质量的薄膜电极。通过该项优化油墨的流变特性以及调控油墨动态转移过程的工作，成功地在柔性PI衬底上印制高质量的叉指型薄膜电极。利用课题组成熟的能源存储器件制备条件， 组装了柔性微型超级电容器。该印制式微型超级电容器的面电容为43.5mF/cm2，且150°弯曲10000次仍能保持92%的电荷存储能力，证明所印制的石墨烯薄膜电极保持了良好的机械性能。该项关于电子油墨转移机制的研究工作为石墨烯油墨的工业应用提供有价值的实验探索。
相关工作在线发表在Carbon（DOI: 10.1016/j.carbon.2021.02.072）上。
文章来源：InfoMat
