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低电阻石墨烯导电胶制备及性质研究作者:许桓阁
低電阻石墨烯導電膠製備及性質研究
投稿類別:化學類
篇名:低電阻石墨烯導電膠製備及性質研究
作者:
許桓閣。桃園高中。高一19 班
顏郁潔 。桃園高中。高一 19 班
陳子淇。桃園高中。高一19 班
指導老師:
黃靖婷老師
1
低電阻石墨烯導電膠製備及性質研究
壹●前言
一 、研究動機
[1]
石墨烯自2004 年被發現,是一種具有韌性和超低電阻的材料 ,它的特殊性質使其成為
學者們熱門的研究對象 。對石墨烯製備的研究相當多,因此石墨烯目前已有工業量產。雖然
石墨烯可能成為未來科技突破的先進材料,但為多數相關研究者所知,實際應用石墨烯為主
[2]
材的相關產品仍非常少,未來應用範圍很廣 。網路上發現可彎式螢幕廣告,覺得很有趣,查
閱資料後發現 ,感應觸控的位置主要是以奈米銀為材料所做 。奈米銀是重金屬且成本很高,
在歐盟對奈米銀的使用已經制定規範限制情形下 ,想試試看以石墨烯的特殊性質 ,是否能製
備出性能類似的石墨烯導電膠來取代奈米銀膠。
導電膠目前最須克服的是膠材具披覆性,會降低導電性質,本實驗所使用的膠材由自行
合成,並加入具立體結構的氮化硼或氧化鋁作為填充物,增加石墨烯(G)在形成導電膠膜時多
方向的導電性。
二、研究目的
(一)製備出不含奈米銀而以石墨烯為主要的導電材料的漿料。
(二)以石墨烯為導電材料,找出適合摻混的高分子,使混合後的漿料成膜後,表面電阻小於
150Ω/sq[3] 。
(三)加入顆粒大小不同的填充材,減少石墨烯用量情況下,探討降低表面電阻的可能性。
(四)製備出導電漿料,成膜後片電阻小於10Ω/sq[3] 。
(五)可依線模印製導電石墨導線 ,更可應用於軟性基板上。
三 、研究流程
貳●正文
一 、研究過程或方法:
(一)理論探討
1、選擇石墨烯為導電材:
2
低電阻石墨烯導電膠製備及性質研究
2
石墨烯是一種由碳原子以sp 混成軌域鍵結的材料,具有未定域的π電子共振,因
此導電性良好,且石墨烯價格比現今奈米銀導電膠中的奈米銀低很多,因此具有取代奈
米銀的潛能。
2、選擇聚胺酯(PU)為導電膠的膠材:
[4]
在「導電碳黑與聚胺酯合成複合材料之熱性質和物性探討」文獻中 ,發現PU 具
有為導電膠材的潛力,因此合成一PU 膠作為本實驗石墨烯導電膠的膠材。
3、石墨烯導電關鍵 :
石墨烯導電膠成膜後,石墨烯在薄膜中必須為連續相,且必須能分布在膜的表面,
[5]
以POM 觀察,根據文獻資料 ,由穿透式顯微鏡觀察如圖(三) ,石墨烯量少時,高分
子石墨烯會產生相分離如圖(一)(b) ,但石墨烯量足夠時石墨烯與高分子相皆為連續相且
均勻分布,如圖(一)(a) 。
(a)石墨烯在高分子中為連續相 (b)石墨烯在高分子中成為不連續相
圖(一) [5]
在另一文獻資料得知高分子表面相分離模擬圖如圖(二) [6] ,較多連續的導電性較
佳。因此以POM 應用來觀察本研究混合後的薄膜表面情形,推測石墨烯在混合系統的
分布狀況。
(a)為片段連續
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