激光直写制造石墨烯基柔性电子器件的研究进展

作     者：陆龙生 王文涛 谢颖熙 汤勇 LU Longsheng;WANG Wentao;XIE Yingxi;TANG Yong

作者机构：华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学广东省功能结构与器件智能制造工程实验室广州510640 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2021年第57卷第21期

页      面：234-247页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51775197) 

主　　题：激光直写 石墨烯 柔性电子器件 制造方法 

摘      要：柔性电子器件相对于传统电子器件,拥有独特的柔性和延展性,能够在一定程度上适应不同的工作环境,满足设备的形变需求。石墨烯是开发柔性电子器件的理想材料。然而,传统的石墨烯加工技术大多涉及高温和化学溶剂,存在着成本高,工艺线路复杂和环境污染等问题,并不适合未来产业发展。激光直写(Laser direct writing,LDW)技术具有加工速度快,扫描面积大和空间分辨率高等优点,且无需掩模和后处理,在现代工业中广泛应用。最新研究表明,激光直写技术可以从氧化石墨烯、多种聚合物甚至天然材料中衍生出石墨烯,这无疑进一步提升了石墨烯基柔性电子器件的应用潜力。本文对现有激光直写技术制备石墨烯的前驱体进行了归纳分类,并详细介绍了相应的演变过程、加工原理及辅助加工设备,总结了基底转印、表面应变结构、剪纸拓扑结构这三种常见的柔性化制造策略,并重点阐述了其在超级电容器、传感器、纳米发电机和致动器等石墨烯基柔性电子器件中的最新应用,最后对其发展趋势及挑战进行讨论。