Joseph Wang位于加州大学圣地亚哥分校的纳米生物电子实验室的研究人员使用一种简便，可扩展且低成本的激光诱导方法合成石墨烯成分，展示了高性能可拉伸石墨烯的合成。

由激光诱导的石墨烯油墨制成的丝网印刷柔性超级电容器的处理步骤

作为一种概念验证，研究人员制造了一种可伸缩的微超级电容器（S-MSC），展示了高电容。据说这是以石墨烯基油墨的粉末制备形式使用激光诱导的石墨烯并随后用于S-MSC的丝网印刷的第一个例子。

早在2014年，莱斯大学的研究人员就用廉价的聚合物通过用计算机控制的激光燃烧它来制造柔性图案的多层石墨烯片，这种技术称为激光诱导石墨烯（LIG）。这种高产量和低成本的石墨烯合成工艺可在室温下在空气中工作，无需热炉和受控环境，而且石墨烯适用于电子或储能。

“LIG可以用一些聚合物制备，如Kapton聚酰亚胺和聚醚酰亚胺，以及各种可持续的生物质，包括木材，木质素，布料，纸张或热液碳，”该论文的第一作者Farshad Tehrani解释说。“另一方面，由于其固有的丰富缺陷和表面官能团，LIG在典型的溶剂和粘合剂中的分散性大大提高。”

他指出，该团队的新方法在保持直接写入LIG的独特优势的同时，解锁了LIG材料在以下几个领域的未开发潜力：

机械拉伸性：在这项研究中，固有脆性和机械脆弱的LIG电极被转变为机械坚固，高度可拉伸的电极，新墨水对于各种可穿戴电子设备具有吸引力。

增强的电化学性能：该团队的S-MSC的面积电容远远超过直接写入的激光器LIG，并且已经为高度可拉伸的超级电容器产生了最高的面积电容。

定制复合配方：使用LIG作为有吸引力的导电填料，基本油墨配方与各种成分兼容。

基材的多功能性：与直接激光写入（仅限于聚合物基材和多种生物质）不同，LIG油墨可以印刷在几乎任何可拉伸和不可拉伸的基材上，例如聚合物基材，织物或纺织品。

“在我们的新型超级电容器的开发过程中，我们发现聚合物粘合剂聚（3,4-亚乙基二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT：PSS）与聚氨酯（PU），PEDOT：PSS-PU和石墨烯片材在生产中具有特定的协同效应卓越的机电性能，“该论文的共同作者Fernando Soto补充道。“我们意识到，当石墨烯片的两面完全被导电/弹性PEDOT：PSS / PU聚合物覆盖时，它会形成坚固的复合材料，可承受拉伸过程中的严重剪切应力。”

“不仅如此，它还保持了85％以上的电化学性能，例如其电荷存储电容特性，复合电导率和高充放电循环时的电化学稳定性，”他补充道。

在开发可穿戴电子设备时，研究人员需要处理一系列问题，其中设备的可拉伸性和机械性能与其电子特性如电导率，电荷存储特性以及通常其高电化学性能一样重要。

该团队的工作不是关注其中一个特定问题，而是针对一系列挑战，包括高机械和电化学性能，同时将成本保持在实际商业化方案的最低点。

“从我们研究的设计到实施阶段，主要关注的是高性能平台的可扩展性，多功能性和成本效率，这可能会在可穿戴电子领域使用纳米复合材料激发进一步的创新，”Tehrani指出。

该团队在可穿戴应用领域工作的下一阶段将看到这些高性能S-MSC与电池和能量收集系统（如生物燃料电池，摩擦电和压电）的集成。