Графен — это углеродный аллотроп, который преподносится как чудо-материал с областями применения от батарей большой емкости до прозрачной электроники и биосовместимых медицинских компонентов. Вы можете прочитать больше о потенциальных приложениях в Википедии, ведь их слишком много, чтобы перечислять здесь.

Исследователи из Ноттингемского университета в Великобритании нашли способ распечатать чудо-материал с помощью струйной технологии, что может привести к электронным приложениям, таким как фотоэлектрические устройства.

Изготовить однослойный графен не так уж сложно. Ребята, которые изобрели его (и получили Нобелевскую премию за свою работу), сначала сделали его, наклеив липкую ленту на графит (как в грифеле карандаша) и оторвав ленту, чтобы создать тонкие хлопья графена. Они продолжили эксперименты и постепенно им удалось уменьшить толщину этих чешуек графита до 1 атома, что сделало графен самым тонким и прочным материалом на Земле.

Но формирование этих слоев в трехмерные формы или их укладка, как слои углепластика, в многослойную структуру оказалось сложной задачей. С помощью квантово-механического моделирования ребята смогли точно определить, как электроны текут между слоями. Теперь с помощью 3D печати они могут управлять структурой так, чтобы поведение этих электронов полностью контролировалось.

«В соответствии с законами квантовой механики, в которых электроны действуют как волны, а не частицы, мы обнаружили, что электроны в 2D-материалах движутся по сложным траекториям между множеством чешуек. Создается впечатление, что электроны прыгают от одной чешуйки к другой, как лягушка, прыгающая между перекрывающимися лепестками лилий на поверхности пруда», — сказал профессор Фромхолд.

До сих пор команде удавалось использовать графен, напечатанный на струйной печати, для создания полевого транзистора и контактов на фототранзисторе. Они сделали это с помощью струйного принтера Fujifilm Dimatix DMP ‐ 2800, который был разработан для печати на материалах и широко используется в производстве МЭМС. Результаты могут быть использованы для создания нового поколения функциональных оптоэлектронных устройств; например, большие и эффективные солнечные батареи; носимая гибкая электроника, работающая от солнечного света или от движений владельца; возможно, даже печатные компьютеры.