Skoltech 的研究人员已经获得了一种合成石墨烯结构的方法的专利，该方法可以在柔性透明基板上创建具有 100 纳米分辨率的自由形式的功能性石墨烯组件，用于柔性和透明电子产品。由于所提出的方法，可以避免在目前公认的在基板之间转移石墨烯的技术过程中形成缺陷并导致质量下降。
一种用于大规模生产柔性透明电子产品的石墨烯结构制造方法已获得专利
“谈到柔性和透明的电子产品，首先，他们通常会谈论更方便的可穿戴传感器，用于监测心率、呼吸、血氧饱和度，这些传感器会接收并发送必要的指标，例如，到手机或健身手环，”发明者之一、Skoltech 博士生 Alexei Shiversky 说。
“但想象一下，当技术变得负担得起且高效时，它将无处不在。就像带蓝牙的水壶或带 Wi-Fi 的机器人真空吸尘器 - 起初您似乎不需要它们，但随着时间的推移您会习惯它们并将它们视为一种便利，没有它们就不再舒适。柔性和透明的电子产品也是如此，我相信它们在未来将无处不在。”
今天，在柔性透明电子产品中，导体的作用是由嵌入聚合物或玻璃中的金属网格扮演的。铜、银，如果我们谈论非常昂贵的设备，则主要使用黄金和铂金。问题是，例如，在用于加热玻璃的金属网的情况下，它们只能被称为透明的拉伸。他们做得很好，但是，即使是最薄的网格也会“吃掉”大约三分之一的光通过它。
石墨烯具有非常好的导电性，更透明且不易被人看到，因为肉眼通常可以看到金属网格。此外，多项研究表明，石墨烯比金属网具有更高的弯曲疲劳强度，这意味着它作为柔性元件的使用寿命更长。
还应该考虑到，与生产纯金属相比，用于生产石墨烯的原材料要便宜得多，而且更加环保。与铜和银不同，石墨烯不易氧化。
在柔性透明电子产品中广泛使用石墨烯的困难之一与将这种材料从进行合成的临时基板转移到永久基板的问题有关，从而赋予它所需的形状设备。目前，Langmuir-Blodgett 方法用于此，它不能很好地缩放并将缺陷引入石墨烯中，从而恶化其特性。Skoltech 的科学家为他提供了另一种选择。
“为了生长石墨烯，传统上使用平坦的临时基板。在Langmuir-Blodgett方法中，合成后溶解，石墨烯薄膜漂浮在液体表面。将所需形状的永久基板置于其下方，材料呈现这种形状——正是在这一刻，石墨烯片变形，导致出现缺陷，”Shiversky 解释道。
“Skoltech 开发的方法假设临时基材必须与最终形式相匹配。从石墨烯薄膜的一侧施加永久基板，然后移除临时基板。由于石墨烯以所需的形式立即沉积，并且不需要“拉”，科学地覆盖在最终基板上，因此不会形成皱纹等缺陷。
同时，由于原始基板的 3D 形状，与传统方法相比，实现了显着的功能扩展，因为电子电路不再需要做成扁平状，或者形状接近扁平状，而是任意复杂的分辨率为数百纳米的三维空间， - 该专利的另一位作者，Skoltech 的高级讲师 Sergey Abaimov 补充道。他还阐明了该工艺的一些特点：“该专利公开了一种在实验室测试的具体优化方法：以合成石墨烯结构的形式在铜催化基板上形成光敏聚合物掩模。
然后在基材上覆盖一层铬，然后去除聚合物，并在其上保留所需形状的铬负掩模。为什么铬？因为它能承受石墨烯合成的高温，并钝化其在封闭区域的生长。然而，该专利并不局限于这种方法，还包含一般性质的规定——在说明书和权利要求方面，涵盖了广泛的替代方法。
“我预计我将不得不经历几次修改，但令我惊讶的是，这项复杂、多层次的专利申请立即获得批准，只有技术上的变化，”阿拜莫夫补充道。“我希望我们的工作能够得到广泛应用，为俄罗斯提供柔性透明电子领域的先进技术。”