منسوجات الکترونیکی (e-textiles) شامل وسایل الکترونیکی و اتصالات بافتهشده یا چاپشده بر روی پارچه یا داخل آن است که ادغام و یکپارچگی توابع و پیوستهای الکترونیکی را ممکن میسازد. اجزا و اتصالات داخلی برای ساختار پارچه طبیعی هستند که باعث میشود شانس دیده شدن، پیچیدهشدن اجزا به یکدیگر و یا پارگی توسط محیط اطراف کاهش یابد. تجهیزات الکترونیکی که میتواند بر روی یک وسیله نقلیه یا مخزن آویزان شود، با استفاده از پارچههای نساجی قابلدستیابی است.
ایده منسوجات الکترونیکی چند دهه است که در حال بررسی است، اما با افزایش تمرکز تجاری در سی سال گذشته رونق بیشتری پیدا کردهاست. از آنجا که این منسوجات کاربردهای صنعتی مختلفی مانند نظارت بر سلامت، جمعآوری دادههای آموزش ورزشی، ردیابی موقعیت و وضعیت سربازان در عملیات، نظارت بر خستگی خلبان و یا راننده کامیون و غیره را دارد بسیار مورد توجه قرار گرفتهاست.
پژوهشگران دانشگاه منچستر برای اولین بار از چاپ جوهرافشان جوهر کامپوزیتی مبتنی بر نانوذرات گرافن-نقره بسیار رسانا برای کاربردهای منسوجات الکترونیکی پوشیدنی خبر دادند. چاپ جوهرافشان به دلیل داشتن چندین مزیت در مقایسه با تکنیکهای ساخت معمولی از جمله؛ کاهش ضایعات مواد، الگوی دیجیتالی و افزودنی، رسوب مقادیر کنترلشده مواد و سازگاری با بسترهای مختلف، یکی از روشهای بسیار نویدبخش برای ساخت وسایل الکترونیکی انعطافپذیر و پوشیدنی است. در حال حاضر، جوهرهای جوهرافشان مبتنی بر نانوذرات نقره، بیشترین کاربرد را در میان جوهرهای رسانا دارند؛ با این حال، قیمت بالای نقره، هزینه پردازش را افزایش میدهد، که استفاده از این روش را محدود میکند.
چاپ جوهرافشان جوهرهای مبتنی بر گرافن، رویکردی امیدوارکننده است زیرا هم مزایای چاپ جوهرافشان و هم ویژگیهای قابلتوجه الکترونیکی، نوری و مکانیکی گرافن در آن قابل بهرهبرداری است. اکسید گرافن کاهشیافته (rGO) یک انتخاب عالی برای ساخت دستگاههای انعطافپذیر است، اما رسانایی حاصل از جوهرهای rGO محدود است. به منظور غلبه بر چنین محدودیتهایی، جوهرهای گرافن بکر تهیه و برای چاپ مورد استفاده قرار گرفت؛ با این وجود، هنوز هم موانعی مثل غلظت کمترگرافن و حلال باقیمانده در الکترونیک چاپی، دمای پخت بالاتر و تعداد لایههای جوهرافشان مورد نیاز برای دستیابی به رسانایی مطلوب، در زمینه کار با این جوهرها وجود دارد.
پژوهشگران برای غلبه بر این مشکلات، فرمولاسیون جوهرِ جوهرافشان کامپوزیتی مبتنی بر گرافن تزئینشده با نانوذرات نقره بسیار رسانا را گسترش دادند که در آن رسانایی الکتریکی مورد نظر را میتوان با چند لایه چاپ به دست آورد. این فرمولاسیون ابتدا با استفاده از یک اپلیکاتور فیلم مکعبی بهینهسازی شد و سپس گسترهای از جوهرهای جوهرافشان کامپوزیتی ساخته شد. در نهایت، جوهر کامپوزیتی گرافن-نقره بر روی سطح منسوجات پیشعملآوریشده (توسط جوهرافشان) برای کاربردهای منسوجات الکترونیکی پوشیدنی با رسانایی بالا چاپ شد. این دستاورد بسیاری از کاربردهای بالقوه منسوجات الکترونیکی پوشیدنی مبتنی بر گرافن که در آنها رسانایی الکتریکی بالاتر مطلوب است را نمایان خواهد نمود.
نتایج این مطالعه با عنوان "جوهرهای کامپوزیت گرافن-نقره چاپ شده با جوهرافشان بر روی منسوجات برای کاربردهای الکترونیکی پوشیدنی بسیار رسانا" در مجله Scientific Reports چاپ شدهاست.