摘 要：【目的】綜述碳系導(dǎo)電油墨及其應(yīng)用的研究進展，為研發(fā)性能穩(wěn)定、導(dǎo)電性優(yōu)良的導(dǎo)電油墨及其應(yīng)用方式提供參考?！痉椒ā客ㄟ^查閱文獻歸納碳系導(dǎo)電油墨的類型、制備方法和應(yīng)用領(lǐng)域，比較不同碳系導(dǎo)電油墨的性能和優(yōu)缺點，并對其應(yīng)用場景進行展望?！窘Y(jié)果】目前，關(guān)于碳系導(dǎo)電油墨的研究集中在石墨烯、碳納米管新型導(dǎo)電填料，如何提高其分散性是當(dāng)前需要解決的問題?，F(xiàn)有碳系導(dǎo)電油墨多用于制備傳感器、柔性可穿戴設(shè)備等。【結(jié)論】利用石墨烯的高導(dǎo)電性、機械性能，將其作為導(dǎo)電油墨填料用于開發(fā)高性能的柔性電子器件是未來的重要研究方向。

關(guān)鍵詞：碳系；導(dǎo)電油墨；石墨烯；印刷電子

中圖分類號：TQ638 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1003-5168（2024）19-0083-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.19.017

Research and Application Progress on Carbon-Based Conductive Inks

WANG Zhen AN Xiangfei

（Patent Examination Cooperation （Henan） Center of the Patent Office， CNIPA， Zhengzhou 450000，China）

Abstract：[Purposes] This paper aims to review the research progress on carbon-based conductive inks and their applications， and provide references for developing conductive inks with stable performance and excellent conductivity， as well as their application methods.[Methods] By reviewing literature， the types， preparation methods， and application fields of carbon-based conductive inks were summarized， and by comparing the performance， advantages， and disadvantages of different carbon-based conductive inks， their application scenarios were prospected. [Findings] Current research on carbon-based conductive inks mainly focuses on new conductive fillers such as graphene and carbon nanotubes. Improving their dispersibility is a problem tha_{7hIZDzC5+celliNSZOHgZfyXJ4lKv+rK6PAL+KJ6UWQ=}t needs to be addressed currently. Existing carbon-based conductive inks are mostly used in the fabrication of sensors， flexible wearable devices， etc.[Conclusions] Utilizing the high conductivity and mechanical properties of graphene as a conductive ink filler for the development of high-performance flexible electronic devices will be an important research direction in the future.

Keywords： carbon-based; conductive inks; graphene; printed electronics

0 引言

隨著印刷電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，印刷行業(yè)對導(dǎo)電油墨的需求快速增長。市場研究顯示，2024年導(dǎo)電油墨市場規(guī)模達到31.3億美元，預(yù)計在2029年達到40.1億美元，在預(yù)測期內(nèi)的復(fù)合年增長率超過4%［1］。導(dǎo)電油墨的選擇對于印刷電子產(chǎn)品至關(guān)重要，其主要成分包括導(dǎo)電填料、聚合物黏合劑、溶劑和添加劑。導(dǎo)電填料決定了油墨的電性能，常用的導(dǎo)電填料有金屬填料、有機高分子填料、碳系填料等。金屬因其良好的性能在導(dǎo)電填料中得到廣泛使用，由于銅、鋁容易氧化，銀在金屬基油墨中使用較多［2］。金屬基油墨的剛性、較高燒結(jié)溫度等因素限制了其在部分場景中的應(yīng)用。高分子導(dǎo)電填料由于制備工藝復(fù)雜、電導(dǎo)率不夠高等缺點使用受限。而碳系導(dǎo)電填料具有良好的導(dǎo)電性、成本低的優(yōu)勢，尤其是采用石墨烯等制備得到的導(dǎo)電油墨，因具有高電導(dǎo)率和優(yōu)異的機械性能成為研究熱點。 本研究從碳系導(dǎo)電填料的分類和導(dǎo)電機理、制備研究方法和應(yīng)用等方面綜述了導(dǎo)電油墨的研究進展。

1 碳系導(dǎo)電填料分類及油墨導(dǎo)電機理

1.1 碳系導(dǎo)電填料分類

碳系導(dǎo)電填料主要包括炭黑、石墨、碳纖維等傳統(tǒng)導(dǎo)電填料和石墨烯、碳納米管等新型導(dǎo)電填料。炭黑為無定型碳，內(nèi)部微晶格中存在部分sp2和sp3雜化的混合，具有較大的表面積可以形成大量導(dǎo)電通道，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)也不容易被破壞，但導(dǎo)電性能稍弱。石墨是一種層狀平面結(jié)構(gòu)，由6個碳原子環(huán)組成，這些碳原子排列成水平的薄片，其中1個碳原子與其他3個相鄰的碳原子以sp2雜化形成共價鍵，多出的自由電子使其具有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。

石墨烯由碳原子以sp2 雜化軌道形成六邊形二維碳原子組成，特殊的結(jié)構(gòu)使其具有良好的機械、導(dǎo)電和光學(xué)性質(zhì)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)便成為研究熱點。碳納米管包括單壁碳納米管和多壁碳納米管，碳納米管可以看成是由石墨烯卷曲形成的空間結(jié)構(gòu)，卷成的片數(shù)將決定碳納米材料的最終性質(zhì)。碳納米管的碳原子結(jié)構(gòu)與石墨烯片層中的碳原子結(jié)構(gòu)相同，也是由 sp2 雜化鍵結(jié)合的，這種強共價鍵使其具有優(yōu)異的導(dǎo)電和機械性能，碳材料導(dǎo)電性能見表1。由表1可知，石墨烯、碳納米管相對于炭黑、石墨等具有更低的電阻、更高的機械性能。

1.2 油墨導(dǎo)電機理

對于導(dǎo)電油墨的導(dǎo)電機理，大部分研究認為可以從滲流作用、隧道效應(yīng)和場致發(fā)射效應(yīng)3方面解釋［3］。①滲流作用。在導(dǎo)電填料分散填充的涂層中，只有當(dāng)導(dǎo)電填料的填充量大于某一臨界含量時，才能形成電流流經(jīng)的通道而具有導(dǎo)電性，該臨界含量稱為滲流臨界值。導(dǎo)電粒子接觸所產(chǎn)生的作用叫滲流作用，滲流理論認為，導(dǎo)電粒子之間相互接觸或粒子之間間隙小于1 nm才能形成導(dǎo)電通道。②隧道效應(yīng)。隧道理論認為，即使導(dǎo)電粒子之間沒有互相接觸，當(dāng)導(dǎo)電粒子之間的有機隔離層小于10 nm時，在電場作用下，電子也可以穿過隔離層導(dǎo)電。一般認為導(dǎo)電粒子的間距在10 nm之內(nèi)就可以發(fā)生隧道效應(yīng)進而導(dǎo)電。③場致發(fā)射效應(yīng)。該理論認為，相鄰的兩個導(dǎo)電粒子間存在一定的電位差，在電場作用下，電子飛躍樹脂界面層，躍遷到相鄰導(dǎo)電粒子上產(chǎn)生電流，實現(xiàn)非接觸導(dǎo)電。但實際情況下的導(dǎo)電機理往往并不是單一的，而是3種理論協(xié)同與競爭的結(jié)果。滲流效應(yīng)和隧道效應(yīng)現(xiàn)象如圖1所示。其中，圖1（a）、1（b）為滲流效應(yīng)，圖1（c）、1（d）為隧道效應(yīng)。

2 碳系導(dǎo)電油墨的研究發(fā)展

根據(jù)導(dǎo)電填料的類型，碳系導(dǎo)電油墨可分為傳統(tǒng)碳系和新型碳系。傳統(tǒng)碳系采用的導(dǎo)電填料主要為石墨、炭黑及其混合物，新型碳系采用的導(dǎo)電材料主要為石墨烯和碳納米管。下文將對不同類型的導(dǎo)電油墨的研究進展進行介紹。

2.1 傳統(tǒng)碳系導(dǎo)電油墨

2.1.1 炭黑基導(dǎo)電油墨。Fernandez 等［5］最早以炭黑為導(dǎo)電材料合成了具備現(xiàn)代意義的水性導(dǎo)電油墨。張國鋒等 ［6］選擇有機硅和丙烯酸酯單體共聚制成的水溶性高分子樹脂作為連接料，粒徑為12 nm的超導(dǎo)炭黑作為導(dǎo)電材料制備得到一種水性導(dǎo)電油墨，檢測表明，該油墨基本滿足印刷適性要求，可以在特定的場合下用于印制柔性電路，但和金銀導(dǎo)電油墨相比還有較大差距。專利CN101967319B涉及一種射頻識別天線用水性油墨，包括水性高分子樹脂、導(dǎo)電炭黑、水、乙醇、抗靜電劑和炭黑分散劑，該油墨墨層固化快，附著牢度好，在使用過程中可直接用水稀釋，印刷完畢后印刷設(shè)備可直接用水清洗，適用于多種印刷方式。Wang等［7］以μm級的石墨和納米級的炭黑為導(dǎo)電填料，以水溶性組分為液相，采用簡單的分散和球磨工藝合成了一種三維高穩(wěn)定性水性導(dǎo)電油墨，通過調(diào)整混合物組成比例，發(fā)現(xiàn)制備的導(dǎo)電油墨在靜態(tài)沉降30 d后仍保持良好的穩(wěn)定性。

2.1.2 石墨基導(dǎo)電油墨。楊小健等［8］以片狀石墨粉為填料與環(huán)氧樹脂混合制備得到了導(dǎo)電油墨，通過調(diào)整片狀石墨的含量對其電阻率進行分析，當(dāng)片狀石墨填充量達到60%時，導(dǎo)電油墨的電阻率為0.1 Ω·cm，具有很好的導(dǎo)電性能。Zhao等［9］將聚合表面活性劑Triton X-100（TX-100）加入炭黑材料中，制備出在乙醇/去離子水中分散性較好的CB/TX-100復(fù)合油墨，制備了電噴印刷用導(dǎo)電油墨。耿煥然等［10］通過將天然鱗片狀石墨先進行化學(xué)鍍銅、再化學(xué)鍍銀制得了鍍銀石墨粉，含該鍍銀石墨粉的導(dǎo)電油墨的膜電阻率為1.36×104 Ω·cm，有望取代銀粉用于導(dǎo)電油墨中。專利CN103102742B涉及一種納米石墨導(dǎo)電油墨，包括聚氨酯改性環(huán)氧樹脂、納米石墨、溶劑和助劑等，由于納米石墨所具有的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)，量子效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，從而使納米石墨材料與常規(guī)塊狀石墨材料相比具有更優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)和界面性質(zhì)。

可以看出，傳統(tǒng)的碳系導(dǎo)電材料炭黑和石墨由于導(dǎo)電性能較差，在無特別要求的場景。在該類型導(dǎo)電油墨的研發(fā)中，研發(fā)方向通常中是可以對油墨成分進行調(diào)整、多種導(dǎo)電材料的復(fù)合使用及其比例的調(diào)整、導(dǎo)電材料納米化等方面，對導(dǎo)電材料自身的改進較少。

2.2 新型碳系導(dǎo)電油墨

2.2.1 石墨烯基導(dǎo)電油墨。英國曼徹斯特大學(xué)首次用Cyrene生物溶劑生產(chǎn)出高質(zhì)量的石墨烯油墨，該油墨具有很高的商業(yè)價值。目前，紙張、紡織品等柔性印刷材料都需要更高水平的油墨支持，而石墨烯油墨便具有更好的導(dǎo)電性、易用性和穩(wěn)定性，但石墨烯易于團聚，且價格較貴。有研究利用氧化石墨烯的親水分散性開發(fā)了高濃度氧化石墨烯基高濃度油墨［11］，但因?qū)щ娦暂^差，應(yīng)用受限。因此，如何提高石墨烯在導(dǎo)電油墨中的分散性能、減少石墨烯的用量是研發(fā)的主要方向，目前主要的改性方法如下。

①預(yù)分散法。為提高石墨烯的分散性能，可以先將其制備形成石墨烯懸浮液。Ghosh等［12］將氫氣氣氛電弧蒸發(fā)得到的石墨烯以1：2 （w/w）的比例加入四羧酸六苯并苯衍生物的水溶液中，加熱至 100 ℃維持 24 h，再在 70 ℃下超聲 2 h，冷卻至室溫，進行離心，得到 0.15 mg /mL 的石墨烯懸浮液。專利US10087335B2涉及一種包含聚苯胺/還原氧化石墨烯復(fù)合材料導(dǎo)電油墨。將所述氧化石墨烯分散在含有乳化劑的酸水溶液中以獲得氧化石墨烯的分散體；將苯胺的一種或多種低聚物溶解在有機溶劑中以獲得低聚物溶液；將所述低聚物溶液與所述氧化石墨烯的分散體混合以獲得聚苯胺和還原氧化石墨烯的復(fù)合物。由于存在將聚苯胺與石墨烯結(jié)合的乳化劑，因此獲得的產(chǎn)物也在有機溶劑中形成穩(wěn)定的溶液，同時低聚物的使用允許調(diào)節(jié)最終復(fù)合材料中的還原氧化石墨烯的濃度，從而允許復(fù)合材料的電導(dǎo)率（其隨著石墨烯的量減少而減少）根據(jù)所需的應(yīng)用類型而變化。

②接枝改性法。專利CN107629179B涉及一種導(dǎo)電油墨，通過將氧化石墨烯、硅烷偶聯(lián)劑和鹽酸混勻后進行還原反應(yīng)得到改性石墨烯，制備雙鍵封端型聚氨酯交聯(lián)劑，然后將改性石墨烯。雙鍵封端型聚氨酯交聯(lián)劑和丙烯酸單體反應(yīng)得到導(dǎo)電油墨用改性丙烯酸乳液，將氧化石墨烯接枝到聚合物鏈中，可有效避免氧化石墨烯發(fā)生團聚。專利CN106590177B涉及一種石墨烯導(dǎo)電油墨，包括功能化石墨烯、超支化聚碳酸酯、聚氧乙烯聚丙烯嵌段酯共聚物和溶劑。所述功能化石墨烯為石墨烯的邊緣部位連有聚甲基丙烯酸酯的石墨烯，本身能夠有效提高石墨烯導(dǎo)電油墨的導(dǎo)電性能，減少石墨烯團聚現(xiàn)象，提高其在油墨體系的分散穩(wěn)定性。

可以發(fā)現(xiàn)，采用穩(wěn)定劑與石墨烯復(fù)合制備石墨烯懸浮液是提高分散性的重要方法，對石墨烯的結(jié)構(gòu)影響也較小，但是可能會有助劑殘留。對石墨烯表面進行接枝改性，能夠使其與反應(yīng)物結(jié)合緊密，但是會在一定程度上影響石墨烯的結(jié)構(gòu)，對其導(dǎo)電性能產(chǎn)生影響。因此，如何制備得到一種石墨烯含量低但導(dǎo)電性能高的油墨仍是重要課題。

2.2.2 碳納米管基導(dǎo)電油墨。碳納米管分為多壁碳納米管和單壁碳納米管，具有很好的力學(xué)性能和電學(xué)性能。近些年來，把碳納米管作為導(dǎo)電填料的導(dǎo)電油墨逐漸增多，相較于采用傳統(tǒng)碳系填料的油墨的導(dǎo)電性能有了大幅提高。但是由于固有的表面惰性和不溶解性使碳納米管較難分散在溶劑和樹脂體系中，為綜合提升其導(dǎo)電性能和分散性能，通常需要對其進行改性，常用的改性方法如下。

①預(yù)分散法。由于碳納米管的高表面能和與分散介質(zhì)不足的化學(xué)親和力，使其在水溶液中趨于附聚，難以防止大束的形成，通過添加表面活性劑制備碳納米管分散液后，再將其加入溶劑、樹脂連接料中，會提高其分散性能。曹高濤等［13］先將MWCNTs和分散劑分散于水中，超聲處理獲得了分散性好、穩(wěn)定性好的分散液；隨后將其與WPU乳液和水混合制備得到了導(dǎo)電油墨，試驗表明MWCNTs質(zhì)量分數(shù)為20.0%時，MWCNTs/WPU復(fù)合油墨的表面方阻達到5 kΩ/m2。Isidoro等［14］通過將纖維素納米晶、水和CNT混合后超聲處理得到水分散液，由于纖維素納米晶體的非極性區(qū)域可以與疏水性CNT相互作用，并有助于兩個納米管之間的橋接，通過引入纖維素納米晶可以不使用常規(guī)的分散劑，而得到高度穩(wěn)定的CNT分散體。

②接枝改性法。碳納米管的改性方法包括氧化法、共價鍵接枝有機鏈、非共價鍵改性等。氧化法是將含氧親水性基團引入碳納米管的表面得到官能化的碳納米管，能夠在不含有機溶劑或表面活性劑的幫助下得到分散良好的水基油墨。Lin等［15］將純凈的碳納米管加入硫酸和硝酸的混合液后超聲處理、干燥后得到官能化的碳納米管粉末，將其超聲分散在純水后，加入甘油形成水基碳納米管墨水，通過噴墨打印制備了對NO2敏感的傳感器。周星［16］認為在無機酸修飾后碳納米管表面會形成一定的缺陷，導(dǎo)電性能下降，通過采用鐵的氧化物納米顆粒對其表面進行修飾能夠修補碳納米管表面的缺陷。胡旭偉［17］將氧化后的碳納米管與有機分子或聚合物單體反應(yīng)， 從而在CNTs表面接枝有機分子鏈， 可以提高碳納米管在溶劑和樹脂體系中的分散性，最后經(jīng)過調(diào)節(jié)黏度、表面張力等參數(shù)， 可以得到不同性能的納米導(dǎo)電油墨。

為減少氧化法帶來的影響，還可以采用小分子接枝改性。Masuda等［18］利用蛋白質(zhì)中多種不同的氨基酸構(gòu)上帶有多種活性基團（如巰基、氨基、羥基等）與CNTs復(fù)合，得到了蛋白質(zhì)/CNTs復(fù)合材料，其具有良好的生物相容性，為電子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。專利KR102147002B1涉及一種導(dǎo)電油墨，在反應(yīng)過程中，聚芳族部分與碳納米管非共價鍵合，官能化部分通過強酸進一步官能化。這種雙重官能化允許CNTs以大于0.5 g/L的濃度分散在溶液中，而不損害其所需的電子和物理性質(zhì)。

可以發(fā)現(xiàn)，通過氧化方法將含氧親水性基團引入碳納米管的表面，能夠提高其在水中的分散性能，但是也會導(dǎo)致導(dǎo)電性能有所下降，需要進一步彌補該缺點。先通過表面活性劑等助劑與碳納米管制備成懸浮液，再與其他組分混合也是本領(lǐng)域的一個重要方法。

2.3 碳系復(fù)合型導(dǎo)電油墨

傳統(tǒng)的碳系材料成本低，但是導(dǎo)電性能欠佳，新型的碳系材料高導(dǎo)電性、穩(wěn)定性好、具有機械性，但價格較為昂貴且存在分散性能較差的問題。為平衡多方面的性能，采用多種碳系導(dǎo)電材料進行復(fù)合使用、對碳納米管和石墨烯等進行有機改性提高分散性這些手段的綜合使用是目前的趨勢。王振廷等［19］以自制膨脹石墨為原料，在使用液相剝離法制備少層石墨烯的基礎(chǔ)上，將復(fù)合石墨烯和碳納米管作為導(dǎo)電材料，以環(huán)氧樹脂作為黏結(jié)劑制備導(dǎo)電油墨，導(dǎo)電油墨的方塊電阻最小為25.2 Ω/m2。專利CN106883684B提供一種石墨烯三維復(fù)合水性電熱油墨，包括石墨烯分散液、碳納米管分散液、炭黑分散液。這3類材料結(jié)合在一起，搭接成了特有的三維碳納米發(fā)熱體，成骨架式網(wǎng)絡(luò)，由單純的面面接觸變?yōu)辄c點接觸、點線接觸、線面接觸和面面接觸相結(jié)合的方式，增加導(dǎo)電通路的同時，提高了骨架網(wǎng)絡(luò)電阻穩(wěn)定性。

3 碳系導(dǎo)電油墨應(yīng)用領(lǐng)域研究進展

導(dǎo)電油墨已經(jīng)廣泛應(yīng)用于印刷電子應(yīng)用，包括RFID識別、薄膜開關(guān)、導(dǎo)電線路印刷、發(fā)光二極管等，應(yīng)用市場十分廣闊。而碳系導(dǎo)電油墨由于自身良好的導(dǎo)電性能和機械性能，近年來在功能傳感器、能源器件、電子器件應(yīng)用方面受到越來越多的關(guān)注。

3.1 在傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用

柔性傳感器是在柔性基材上采用印刷電子技術(shù)制成，具有出色的靈活性和靈敏度。而碳系導(dǎo)電油墨由于其優(yōu)異的導(dǎo)電性和機械性，能夠提升電子設(shè)備柔性、減輕重量，廣泛用于可穿戴電子產(chǎn)品、電子皮膚和柔性傳感器等領(lǐng)域。Sun等［20］利用噴墨打印方法制備石墨烯基柔性壓力傳感器，制備過程中以聚對苯二甲酸乙二酯（PET）為襯底基材，先將乙醇印刷到GO-PET基材上然后通過相同的沉積路線沉積石墨烯墨水，后續(xù)工藝包括均質(zhì)化、溶劑交換、后拉伸和風(fēng)干從而得到高性能石墨烯膜，該工藝通過預(yù)沉積乙醇可以抑制噴墨打印石墨烯墨水的咖啡環(huán)效應(yīng)，制備得到的壓力該傳感器具有高靈敏度（在10 000 pA下相對電容變化達到33）、低檢出限（清晰感知重量為0.1 g）和優(yōu)異的穩(wěn)定性，與直接印刷制備的傳感器相比，該傳感器由于其緊湊的結(jié)構(gòu)和較低的空氣含量顯示出可忽略不計的熱滯現(xiàn)象和性能降低，為噴墨打印低成本石墨烯基電子器件的實際應(yīng)用提供參考。Htwe等［21］將石墨烯和銀納米顆?；旌嫌湍ㄟ^噴墨打印印刷在聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰亞胺（PI）制備得到柔性應(yīng)變傳感器，石墨烯/AgNPs應(yīng)變傳感器顯示出良好的線性度、靈敏度和穩(wěn)定性，在檢測手指、手腕的連續(xù)運動時表現(xiàn)出穩(wěn)定的響應(yīng)和重復(fù)性，具有用于低應(yīng)變健康監(jiān)測系統(tǒng)的巨大潛力。

3.2 在超級電容器領(lǐng)域中的應(yīng)用

碳材料由于具有高導(dǎo)電性、化學(xué)穩(wěn)定性和較大的比表面積，可用于電容材料制備。He等［22］采用絲網(wǎng)印刷將石墨烯油墨用于制備超級電容器，通過絲網(wǎng)印刷在塑料基上并結(jié)合后印刷處理包括熱退火和壓縮輥壓，印刷的石墨烯圖案顯示出8.81×104 S·m-1的高電導(dǎo)率和良好的柔韌性，在1 000次彎曲循環(huán)后沒有顯著的電導(dǎo)率損失。印刷的高導(dǎo)電性石墨烯圖案可以用作超級電容器的集電器，具有印刷的石墨烯圖案作為集電器和印刷的活性炭作為活性材料的超級電容器顯示出200 mV·S-1的良好倍率性能，為大規(guī)模制造低成本柔性的印刷電子器件提供了可能。Xu等［23］利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備超級電容器，通過將包括石墨烯、聚苯胺的墨水采用絲網(wǎng)印刷沉積在柔性基材上通過層壓技術(shù)制備可彎曲超級電容器，在雙電極測量中該超級電容器顯示出269 F·g-1的最佳比電容，功率密度454 kW·kg-1和能量密度9.3 Wh·kg-1。而且超級電容器顯示出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，在1 000次充電/放電循環(huán)中沒有劣化，在200次彎曲循環(huán)后保持良好，該超級電容器達到可以產(chǎn)業(yè)應(yīng)用水平。

3.3 在其他電子器件領(lǐng)域的應(yīng)用

碳基導(dǎo)電油墨的高導(dǎo)電性能也使其在微型導(dǎo)電線路、薄膜晶體管等領(lǐng)域受到青睞。Hyun等［24］采用絲網(wǎng)印刷法制備了實現(xiàn)了石墨烯高分辨率圖案，可用于高柔性印刷電子器件，該研究通過光刻工藝從薄硅晶片獲得輪廓分明的模板，在厚度為50 μm的硅晶片上產(chǎn)生細至5 μm的開口，該硅模版和油墨配方促進了高質(zhì)量石墨烯圖案的絲網(wǎng)印刷分辨率高達40 μm。通過在聚酰亞胺薄膜上絲網(wǎng)印刷的石墨烯線表現(xiàn)出約1.86×104 S·m-1的高電導(dǎo)率和突出的機械柔性，利用該油墨在柔性襯底上全印刷的EGTs顯示出理想的轉(zhuǎn)移和輸出特性，以及在多次彎曲循環(huán)中的耐用操作。Zhou等［25］通過絲網(wǎng)印刷方式將石墨烯油墨印刷于基材上，油墨的平均導(dǎo)電率可超過3×104 S·m-1，該油墨通過絲網(wǎng)印刷并與現(xiàn)成的感測芯片集成以實現(xiàn)無電池?zé)o線RFID遠場溫度感測，結(jié)果表明RFID感測標(biāo)簽具有高響應(yīng)性、準確性和靈敏度，以及瞬時檢測、無線數(shù)據(jù)傳輸準確可靠等優(yōu)點。

4 結(jié)語

碳系導(dǎo)電油墨在印刷電子領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。由于其具有優(yōu)異的機械強度、高化學(xué)穩(wěn)定性、易加工性和可控制的電導(dǎo)率等特點，故碳系導(dǎo)電油墨尤其是石墨烯碳系導(dǎo)電油墨，可能會逐步取代金屬系和高分子系填料，應(yīng)用前景廣闊。

通過對現(xiàn)有文獻綜述，相比其他碳材料，具有優(yōu)異性能的石墨烯導(dǎo)電油墨將會成為未來主要的研究方向。進一步改善碳材料在油墨中的分散性是目前需要解決的問題，多種碳系填料復(fù)合使用是目前開發(fā)導(dǎo)電油墨的趨勢。同時，導(dǎo)電油墨與印刷技術(shù)也是相輔相成的，進一步優(yōu)化印刷工藝提高印刷圖案分辨率將會助力印刷電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在應(yīng)用方面，將石墨烯基導(dǎo)電油墨用于柔性電子器件的制備是未來重要的方向。

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