石墨烯/炭黑导电油墨的制备及其在纸基电路上的性能研究开题报告

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1. 研究目的与意义

传统印刷电路通常采用丝网印刷，印刷过程复杂，且废弃的印刷电路板回收利用困难，随着印刷电子的快速发展，越来越多的科研人员对导电油墨及喷墨印刷投入了极大的关注，其中最关键的就是高性能导电油墨的开发。利用导电油墨实现印刷电路的喷墨打印不仅具有工艺简单、印刷精度高、导电性能良好等优点，而且可以减少印刷电路版制作过程中及废弃后带来的环境污染。石墨烯作为近年来的国际研究热点，具有优良的导电性能、力学性能、抗腐蚀性和抗氧化性。利用石墨烯替代炭黑油墨中的部分炭黑，制备导电性能优良的石墨烯/炭黑导电油墨，实现石墨烯/炭黑导电油墨的喷墨打印。该导电油墨有望应用于印刷电子产品中，具有较高的经济效益和环境效益。

2. 国内外研究现状分析

自问世以来，石墨烯一直是国内外研究的热点，石墨烯有极好的导电和力学性能。

石墨烯的制备对于石墨烯的理论研究和应用研究起着重要的作用。

关于石墨烯导电油墨的制备工艺研究主要集中于油墨导电相的制备。

3. 研究的基本内容与计划

1、研究内容：以石墨烯、炭黑为导电填料，乙醇、乙二醇、丙三醇、去离子水的混合溶液为溶剂，以羧甲基纤维素钠为连结料，制备炭黑/石墨烯导电油墨，通过手写的方式在纸质等基板上勾画出导电线路，并测试石墨烯导电直写线路的附着力、弯折性、弯曲性等，对纸基电路的机械性能加以研究。

2、研究计划：

1）2014.12.25 --- 2015.01.04 收集资料，查阅文献，为开题做准备。

4. 研究创新点

1、目前针对导电油墨的研究主要集中于金属系导电油墨和炭黑导电油墨，有关石墨烯导电油墨的研究报道较少。本课题以石墨烯、炭黑的混合填料为导电填料，制备出导电性能良好、适合于喷墨打印的石墨烯/炭黑导电油墨。

2、采用喷墨打印方式，制备柔性纸基导电线路，研究烧结工艺对石墨烯/炭黑导电油墨墨迹微观形貌、均匀性、附着力、耐弯折性和耐弯曲性的影响规律，并成功组装纸基电路系统。石墨烯基导电油墨喷墨打印的实现，符合印刷电子产品批量化、大面积、低成本以及柔性化的发展大趋势，具有较高的社会效益、经济效益和环境效益。有关这方面的科研报道极少。