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石墨稀油墨推动可折叠电子设备大发展

中国证券报 
2013-05-16
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   近日,美国西北大学材料科学与工程学院的研究人员使用含有微小石墨烯的薄片油墨,以喷墨打印的模式,打印出导电性提高250倍、折叠时电导率仅有轻微下降的柔性电极,未来可用来生产低廉、可折叠且精美细致的电子设备。该研究成功发表在最新一期的《物理化学快报》上,而这个发明使得未来手机、电视、平板电脑的屏幕柔软的可以弯曲甚至折叠,这将彻底改变世界消费电子工业的版图。A股市场上,涉及石墨烯油墨概念的个股如乐通股份[2.97% 资金 研报] (002319 股吧,行情,资讯,主力买卖)、金路集团[1.44% 资金 研报] (000510 股吧,行情,资讯,主力买卖)、科斯伍德[3.80% 资金 研报] (300192 股吧,行情,资讯,主力买卖)等公司有望获得发展机会。

  可折叠电子设备渐成趋势

  在今年的美国消费类电子产品展(CES)上,可以弯曲甚至折叠的柔性显示屏,成为本次CES电子展的最大亮点。

  LG和三星都展示了自己可以弯曲的OLED大屏幕电视,电视开始由长方形逐步变成“U”形,这种可弯曲的OLED面板增强了画面的景深效果,且电视变得薄如纸片。

  不仅如此,三星还展示了一款屏幕可以弯曲的手机。三星抛弃了传统的玻璃屏,改用薄塑料制作,因而屏幕是可以弯曲的。当屏幕被盖左,向下弯曲的屏幕部分可以显示文本、股票行情等信息。

  这些柔性屏幕大规模的出现,让人们开始对未来的电子设备憧憬无限。如果未来手机的面板变成薄薄一块可以弯曲的屏幕,那么手机的形态将大大丰富起来,未来人们完全可以把手机像手表一样戴在手腕上。

  事实上,美军已经率先将这种设想投入使用,他们不久前开发出了一种集成多种通讯能力的护腕式手机,由于屏幕可以弯曲,士兵可以将这种设备戴在手上,实时观看视频和图形信息。该显示器采用韩国LG Display公司开发的TFT面板,设备样机将很快交付美国陆军进行野战评估。

  未来一旦柔性显示屏技术开始被市场接受,将进一步加速韩国厂商对上游关键零部件的控制。目前两家韩国公司,三星和LG Display在可柔性显示屏上远远领先于其它厂商。

  据台湾拓璞产业研究所介绍,生产柔性面板本身最大的问题在于材料,柔性显示屏的最佳搭配背板是低温多晶硅(LTPS),但问题是,原来的屏幕通常是在玻璃背板上,而现在却要用到塑料板上。低温多晶硅需要高温耐火,这大大提升了其工艺难度。如果要做到更进一步可以随意弯曲、折叠,则需要在纳米材料上取得更大的突破。不过,如果这些技术走向成熟,还是将彻底改写世界消费电子产业的版图。

  石墨稀油墨将解决折叠难题

  近日,美国西北大学材料科学与工程学院研究人员使用含有微小石墨烯薄片油墨,以喷墨打印模式,打印出导电性能提高250倍、折叠时电导率仅有轻微下降的柔性电极,未来有可能生产出低廉、可折叠且精美细致的电子设备。该研究成果发表在最新一期《物理化学快报》上。

  研究人员伊桑·西科尔解释道,喷墨打印可低成本、大面积地打印出柔性基底,是生产电子元件的一个有吸引力的方法。新研究转向具有高导电性、化学性稳定的石墨烯,并希望石墨烯可作为油墨打印出电极。

  石墨烯打印最重要步骤之一是获得大量的石墨烯。目前通过剥离生产纯净石墨烯的方法中,通常使用的溶剂和表面活性剂会留下残余物,从而降低其导电率。另一个问题是,小的石墨片对印刷稳定性的要求很高,且其大量片状交界处也降低了导电性。

  为克服这些问题,研究人员开发出一种新方法,可在室温中使用乙醇作为溶剂和乙基纤维素作为稳定的表面活性剂,乙醇和乙基纤维素都不会产生残留物。新方法产生出的石墨烯黑色粉末中,石墨烯薄片的尺寸约为50×50平方纳米,厚度约为2纳米。研究人员把石墨烯黑色粉末分散到溶剂中创建液体墨汁。在演示中发现,石墨烯油墨在印刷中表现出优良的形态和导电性,打印的精确模式很适合印刷电极。上述机械性能的试验表明,石墨烯油墨在未来可被用于生产折叠式电子设备,包括智能电话、平板电脑、平板显示器和太阳能电池。


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