加拿大滑铁卢大学的研究人员开发出了一种不含添加剂的水性石墨烯墨水，这为其在电子、汽车行业以及环境技术等领域的应用开辟了新的可能性。这种墨水可以使用 3D 打印机进行加工处理，为众多技术难题提供了可持续的解决方案。
石墨烯因其独特的电学和热学性能，被认为是一种很有前景的材料。然而，其粉末状结构难以处理，这限制了它在工业上的应用。滑铁卢大学的研究人员通过开发出一种水性且不含添加剂的石墨烯墨水解决了这一问题。这种全新的配方使得石墨烯能够通过 3D 打印成型为复杂的几何形状，而且无需使用化学溶剂。这使得生产过程更加环保，应用也更加多样化。
这种石墨烯墨水具有高导电性和可成型性，适用于一系列的应用领域。它可以用于智能手表的便携式传感器，或是糖尿病患者使用的血糖仪。在汽车行业，它可用于制造更轻的汽车零部件，从而降低油耗并提高耐用性。此外，这种墨水还能应用于环境技术领域，比如用于水的过滤和淡化，或是借助超高吸水性结构清理石油泄漏。另一个很有前景的应用方向是将其用于二氧化碳捕集，以积极应对气候变化。
水性石墨烯墨水也为有机涂层开辟了新的可能性。它可以用作功能性涂层中的导电层，例如应用于柔性电子产品或智能表面。此外，这种墨水使得开发用于金属和塑料的可持续、无溶剂的防护涂层成为可能，这意味着可以实现更环保的涂层工艺。
通过新工艺实现高效大规模生产
这项创新的一个关键之处在于新开发的两步电化学工艺，该工艺能够在水中生产石墨烯纳米片。一种特殊的插层工艺（将分子插入层状石墨中）使得能够连续生产纳米级的石墨烯颗粒。
据滑铁卢大学多尺度材料设计实验室主任米拉德•卡姆卡尔教授称，这项技术可能会成为可持续材料开发领域的一项重大突破。这种新型墨水将环保性与高性能结合在一起，为众多行业的创新应用铺平了道路。
来源：滑铁卢大学，2025 年
买化塑翻译
(0)
