От графита к материалам для имплантов: как печатать гибкую электронику прямо из природного сырья

Двумерные материалы обладают уникальными свойствами, и было бы заманчиво шире использовать их на практике, но это сложно. Основная проблема — есть надежные методы получения в лаборатории, но они очень плохо масштабируются, то есть производить многие такие материалы в больших объемах пока не получается.

Ученые Томского Политеха придумали подход, который они сами назвали весьма амбициозно — «от минерала к устройству»: он позволяет создавать гибкие электронные компоненты прямо из природного сырья. Концепцию назвали «чернила и перо». Работает это так: вначале электрохимическая эксфолиация (то есть расслоение) (ECE) превращает природные минералы (например, графит) в высококачественный графен, который стабилизируют добавлением диазониевых групп. Получается функциональная графеновая паста, готовая к нанесению.

Потом в ход идет лазер. Он прямо на подложке формирует из этих чернил готовые схемы. Метод совместим с разными материалами — от гибких полимеров до прочного титана с керамическим покрытием. В результате можно делать самые разные гибкие электронные схемы, мультимодальные сенсоры и даже компоненты биоимплантируемых устройств, которые устойчивы в условиях организма.

Прелесть тут в том, что лазерное «перо» заменяет дорогую и медленную фотолитографию, а сам процесс принципиально применим не только к графену, но и к другим минералам. Это прямой, экологичный и технологичный путь к «умным» протезам и имплантам нового поколения — и не только.

Статья вышла в ACS Applied Electronic Materials.

Источник: Пресс –служба ТПУ