科學家黑磷電子噴墨打印取得技術上突破

　　 來自英國劍橋大學、浙江大學、北京航空航天大學和芬蘭阿爾托大學組成的國際科研聯合小組，研發了黑磷電子噴墨打印，近日取得技術上突破，他們的研究成果發表在《自然通訊》期刊上。

　　黑磷(BP)是一種新型的類石墨烯二維納米材料，優異的載流子遷移率以及可調節的能隙, 使得黑磷在光電子學和光子學領域有著潛在的應用前景。噴墨印刷可用于電子器件的規模化快速制備。然而，傳統的噴墨材料有石墨烯和MoS2，目前還沒有利用BP實現噴墨打印的報道，這主要源于BP液相剝離制備時使用的高沸點溶劑，使得在分散BP時干燥時間延長，導致在其環境中不穩定。

　　這項研究的作者將納米厚層的BP加工成一種墨水，可以穩定吸附打印在多種底板上，并初步展示了光電探測器和光子器件。研究團隊制備了由液相剝離BP獲得的無粘結劑的噴墨，并通過誘導Marangoni流循環抑制咖啡環的形成，無需基底預處理，表現出良好的一致性以及空間均勻性。同時干燥速度快（60℃下<10 s），使得打印過程氧化程度低，在后續的包裝過程，BP也能長時間保持穩定，拓展了BP作為打印設備噴墨材料的應用前景。

　　浙江大學的徐楊教授是該工作的通訊作者之一，與來自劍橋的Tawfique博士以及北航的Dr. Meng Zheng一起進行了研發，他告訴《中國科學報》記者， “除了利用BP油墨在紅外探測的優勢，我們還展示了它在多種底版上的印刷能力，這將進一步擴大BP的應用范圍。例如，當印刷在Si上時，它可以被用來制造出與硅基系統兼容的光電探測器和物聯網傳感器單元。通過在塑料或透明玻璃上印刷，還能制造可穿戴式醫療傳感器，并與柔性傳感電子器件相結合。采用BP油墨配方的印刷光電子器件，有望未來在智能中低端消費電子系統中得到應用。”

　　徐楊教授把這一創新歸功于團隊的勤奮務實及多元文化。他特別贊揚了巴基斯坦籍研究人員Khurram Shehzad博士(助理教授)和留學生Ayaz Ali(博士生)在團隊中做出的貢獻。“我們認識到：國內大學研究氛圍的國際化，將會帶來一個更加開放和充滿活力的科研與創新環境。”他補充道。