研究人员制造出油墨可印刷2D半导体

曼彻斯特大学研究团队开发出一种水性和喷墨可印刷2D材料油墨的生产方法。这种方法可将来自实验室的2D晶体异质结构产品引入现实世界中，如智能包装应用和识别标签。值得注意的是，这些油墨是生物相容型的，此属性将其用途扩展至生物医学医用。

除了石墨烯，该团队成功地剥离和印刷了一系列2D半导体，包括MoS2、WS2和六方氮化硼(h-BN)。使用这种方法，该团队已开发出高效的光检测器和可编程逻辑存储器件(能够存储以二进制形式编码的信息)。这项工作是曼彻斯特大学研究团队与比萨大学合作完成的。

由于2D材料的原子厚度可实现最大程度的静电控制、光学透明度、灵敏度和机械柔性，所以其在柔性电子学中具有巨大应用潜力。此外，由于2D晶体材料拥有平面外的范德华相互作用，所以它们可以很容易地在一个多层堆叠中组合起来，提供对基于异质结构器件的属性和功能前所未有的控制。

在该框架下，喷墨印刷可以提供任何基底上异质结构的低成本和大规模制造路径。此外，喷墨印刷实现了非常复杂异质结构的制造，可提供多重功能和改进的性能。相比之下，诸如这之前使用的真空过滤和旋涂/喷涂的方法对层的厚度和粗糙度提供较差的控制，并且设计灵活性有限。

目前的油墨制剂可通过简单和低成本方法制备异质结构，远没达到理想状态——或者是含有有毒性溶剂或需要耗时和昂贵的工艺。此外，没有用于优化异质结构制造的方法。

研究团队人员表示，由于设备制造和集成的简单性、灵活性和低成本，其设想此项技术在智能包装和标签中具有应用潜力，如食品、药品和消费品，这些产品需要更薄、更轻、更便宜，且易于组件集成。

这些油墨提供了一个完美平台，通过首次使用2D材料用于任意复杂设备制造的精确和可扩展的方法，充分利用2D材料的各种属性。