Production à grande échelle de films électrothermiques avec de l'encre à structure tridimensionnelle GNSs/CNTs/CB par impression sérigraphique

Avec le développement de la technologie électronique flexible, la demande de matériaux électrothermiques respectueux de l'environnement, sûrs, peu coûteux et pouvant être produits à grande échelle pour résoudre efficacement les problèmes de gestion thermique est en forte augmentation. Dans cette étude, une encre électrothermique à base de carbone peu coûteuse et à base d'eau est préparée par un procédé de dispersion et de broyage, et les films électrothermiques de diverses dimensions peuvent être préparés à grande échelle par impression sérigraphique. Simultanément, la structure de réseau conductrice tridimensionnelle (3D) de nanosheets de graphène (GNSs)/nanotubes de carbone multi-parois (MWCNTs)/noir de carbone (CB) est construite par le processus de dispersion par broyage à billes. En raison du faible seuil de percolation du réseau formé par GNSs/CNTs/CB, l'encre préparée présente une excellente conductivité, et la résistance au carré (Rsq) atteint 4,3 Ω sq–1 avec une épaisseur de 25 μm. De plus, la température de saturation (Ts) du film électrothermique imprimé par sérigraphie (4 cm × 4 cm) peut atteindre 165 °C avec une tension d'entrée de 10 V, et il a une consommation d'énergie extrêmement faible (444,75 cm2 W–1). Le film électrothermique maintient également des propriétés électriques relativement stables lors d'un test de flexion de 115 000 cycles. Lorsque le dispositif de chauffage (9 cm × 31 cm) est appliqué à la boîte en polypropylène expansé (EPP), la température des aliments peut être maintenue autour de 60 °C et la saveur peut être bien préservée.