Saintis Dapat Mencetak Penyimpan Tenaga Menggunakan Mesin Pencetak (Printer)

Saintis dari Drexel University dan Trinity College di Ireland telah
mencipta dakwat untuk pencetak inkjet dari bahan dua dimensi yang sangat
konduktif dipanggil sebagai MXene. Penemuan baru ini yang diterbitkan dalam Nature Communications menunjukkan bahawa
dakwat boleh digunakan untuk mencetak komponen penyimpanan tenaga yang fleksibel,
seperti adi-kapasitor dalam sebarang saiz atau bentuk.

Dakwat konduktif
telah pun muncul selama hampir satu dekad dan ia mewakili pasaran berjuta-juta
dolar yang dijangka berkembang pesat dalam dekad yang akan datang. Ia sudah
digunakan untuk membuat tag pengenalan frekuensi-radio yang digunakan dalam
transponder tol lebuh raya dan papan litar dalam elektronik mudah alih. Tetapi
buntuk melihat teknologi ini dalam penggunaannya yang lebih luas, dakwat
konduktif perlu menjadi lebih konduktif dan lebih mudah digunakan untuk
pelbagai permukaan.

Profesor Yury
Gogotsi, Distinguished University and
Bach professor
di Drexel’s College of
Engineering
, Jabatan Sains dan Kejuruteraan Bahan yang mengkaji penggunaan
bahan-bahan baru dalam teknologi menunjukkan bahawa dakwat yang dibuat di Drexel’s Nanomaterials Intitute adalah
kemajuan yang signifikan.

“Setakat ini hanya kejayaan yang terhad telah
dicapai dengan dakwat konduktif dalam kedua-dua percetakan resolusi halus dan
peranti simpanan tenaga,”
kata Gogotsi. “Tetapi penemuan kami menunjukkan
bahawa kesemua mikro adi-kapasitor MXene yang dicetak dengan pencetak inkjet
lanjutan mempunyai tatanan magnitud yang lebih besar daripada peranti penyimpan
tenaga sedia ada yang dibuat daripada dakwat konduktif lain.”

Walaupun para
penyelidik terus memikirkan cara membuat dakwat dari bahan-bahan baru yang
lebih konduktif seperti zarah-nano perak (nano-particle
silver
), grafin dan galium, cabarannya tetap pada menggabungkannya dengan
lancar ke dalam proses pembuatan. Kebanyakan dakwat ini tidak boleh digunakan
dalam satu-langkah – menurut Babak Anasori, seorang penolong profesor
penyelidikan di jabatan Sains dan Kejuruteraan Bahan Drexel dan pengarang bersama
penyelidikan dakwat MXene.

“Bagi kebanyakan dakwat nano yang lain, bahan
tambahan diperlukan untuk memegang zarah-zarah itu bersama-sama dan membolehkan
percetakan berkualiti tinggi. Oleh itu, selepas percetakan, langkah tambahan
diperlukan – biasanya rawatan haba atau kimia – untuk menghapuskan bahan
tambahan itu,”
kata Anasori. “Untuk pencetakan MXene, kami hanya menggunakan MXene di dalam air
atau MXene dalam campuran organik untuk membuat dakwat. Ini bermakna ia boleh
kering tanpa sebarang langkah tambahan.”

MXenes adalah
sejenis bahan berlapis berasaskan karbon berdua-dimensi yang dibuat di Drexel
pada tahun 2011. Ia mempunyai keupayaan unik untuk bercampur dengan cecair
seperti air dan pelarut organik lain tanpa menghilangkan sifat konduktif
mereka. Oleh sebab itu, penyelidik Drexel telah menghasilkan dan mengujinya
dalam pelbagai bentuk, dari tanah liat konduktif sehingga ke salutan untuk
pelindung elektromagnetik interferens dan antena tanpa wayar yang hampir
halimunan.

“Sekiranya kita benar-benar mahu memanfaatkan
sebarang teknologi pada skala besar dan bersedia untuk kegunaan awam, ia perlu
menjadi sangat mudah dan dilakukan dalam satu langkah,”
kata Anasori. “Pencetak
inkjet boleh didapati di hampir setiap rumah, jadi kita tahu jika kita boleh
membuat dakwat yang betul, mungkin ada orang yang boleh membuat elektronik dan
peranti masa depan.”

Sebagai
sebahagian daripada kajian itu, pasukan Drexel yang pakar dalam percetakan,
meletakkan dakwat MXene sebagai ujian dalam beberapa cetakan, termasuk litar
mudah, mirko-adikapasitor dan beberapa teks pada substrat dari kertas ke
plastik ke kaca. Dengan berbuat demikian, mereka mendapati bahawa mereka boleh
mencetak garis-garis ketebalan yang konsisten dan mereka juga menemui kemampuan
dakwai tersebut mengalirkan arus elektrik bergantung ketebalannya – kedua-dua
faktor yang penting dalam pembuatan komponen elektronik.

“Berbanding dengan protokol pembuatan konvensional,
teknik percetakan berasaskan dakwat secara langsung seperti percetakan inkjet
dan percetakan penyemperitan membolehkan corak digital dan tambahan,
penyesuaian, pengurangan bahan buangan, skala dan pengeluaran pesat,”
kata Anasori. “Sekarang
kita telah menghasilkan dakwat MXene yang boleh diterapkan melalui teknik ini,
kita sedang melihat peluang untuk menggunakannya dalam kehidupan seharian
.”

RUJUKAN:

  1. Zhang, C. J., McKeon, L., Kremer, M. P.,
    Park, S. H., Ronan, O., Seral‐Ascaso, A., … & Anasori, B. (2019).
    Additive-free MXene inks and direct printing of micro-supercapacitors. Nature
    communications
    10(1), 1795.
  2. Drexel University. (2019, April 17). Need
    more energy storage? Just hit ‘print’: Researchers produce conductive MXene ink
    to print micro-supercapacitors. ScienceDaily. Retrieved June 29,
    2019 from www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190417084556.htm
  3. Headline:
    Need more energy storage? Just hit ‘print’. Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190417084556.htm
    Source: Science Daily / Drexel University

The post Saintis Dapat Mencetak Penyimpan Tenaga Menggunakan Mesin Pencetak (Printer) appeared first on The Patriots.

Sumber : ThePatriots