Μελέτη ηλεκτρικών ιδιοτήτων χημικά τροποποιημένων νανοδομών άνθρακα και των υβριδίων τους. Εφαρμογές σε τεχνικές εκτύπωσης

• Κύριος συγγραφέας: Κουτσιούκης, Απόστολος
• Άλλοι συγγραφείς: Koutsioukis, Apostolos
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Χημική τροποποίηση νανοδομών Άνθρακα; Ηλεκτρικές ιδιότητες; Γραφένιο; Εκτυπωτικές μέθοδοι; Αγώγιμα μελάνια; Chemically functionalized carbon nanostructures; Electrical properties; Graphene; Conductive inks; Printing methods

Η εμφάνιση των εύκαμπτων ηλεκτρονικών την περασμένη δεκαετία είχε ως αποτέλεσμα την αντικατάσταση της συμβατικής τεχνολογίας παραγωγής ηλεκτρονικών από τα αγώγιμα μελάνια σε συνδυασμό με κοινές μεθόδους εκτύπωσης. Τα νανοϋλικά του άνθρακα όπως το γραφένιο και οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι οι κατάλληλοι υποψήφιοι για την παραγωγή αγώγιμων μελανιών και τη χρήση τους σε κοινές μεθόδους εκτύπωσης λόγω της ηλεκτρικής αγωγιμότητάς που παρουσιάζουν. Προς αυτή τη κατεύθυνση, τα νανοϋλικά του άνθρακα έχουν προταθεί για την αντικατάσταση μεταλλικών αγωγών και του οξειδίου του ινδίου (φθοριούχου) κασσιτέρου. Ωστόσο, τα νανοϋλικά άνθρακα δεν διασπείρονται σε οργανικούς διαλύτες ή το νερό. Για το λόγο αυτό, η χημική τροποποίηση τους (ομοιοπολικά / μη ομοιοπολικά ) με συγκεκριμένες λειτουργικές ομάδες, επιφανειοδραστικές ουσίες ή πολυμερή είναι το πιο ουσιαστικό βήμα για τη διασπορά τους σε οργανικούς διαλύτες ή ακόμα και στο νερό. Η χημική τροποποίηση των νανοϋλικών του άνθρακα έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό ποικιλίας οργανικών παραγώγων, υβριδίων και νανοσυνθέτων για πληθώρα εφαρμογών. Η παρούσα διδακτορική διατριβή αξιολογεί τον συνδυασμό του γραφενίου με χημικά τροποποιημένους νανοσωλήνες άνθρακα με τη μορφή υβριδίου με στόχο τη διασπορά στο νερό αλλά και την ενίσχυση της αγωγιμότητας. Οι δυνάμεις Van der Waals που αναπτύσσονται μεταξύ των υδρόφοβων γραφενικών επιφανειών και των κατά τόπους υδρόφοβων νανοσωλήνων σταθεροποιούν το υβρίδιο σε πολικούς διαλύτες αλλά ακόμη πιο σημαντικά στο νερό. H ηλεκτρική αγωγιμότητα των επιμέρους υλικών έχει σαν αποτέλεσμα την επαυξημένη αγωγιμότητα και του τελικού υβριδίου. Τα προϊόντα ενδιάμεσα και τελικά χαρακτηρίστηκαν με διάφορες πειραματικές τεχνικές (XRD, FTIR, ATR, Raman, UV-Vis, XPS, SEM, AFM, HRTEM) ενώ οι περισσότερες ηλεκτρικές μετρήσεις έγιναν με τη μέθοδο μέτρησης ηλεκτρικής αντίστασης 4 σημείων. Τέλος, τα υδρόφιλα υβρίδια γραφενίου/νανοσωλήνων που προκύπτουν χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με τις απαραίτητες ρητίνες, για τη παρασκευή αγώγιμων μελανιών σε τεχνικές εκτύπωσης, όπως η βαθυτυπία, η φλεξογραφία και η μεταξοτυπία, όπου η εκτυπωτική και η ηλεκτρική τους απόδοση μελετώνται πριν και μετά τη διαδικασία εκτύπωσης.