歐盟地平線2020計劃「石墨烯增強型位置感測器」項目進展

汽車領域的位置感測器代表著近40億美元的市場。根據歐盟地平線2020計劃的GRAPHENESENS項目開發的石墨烯增強型油墨配方可以很快將生產成本降低45％，同時延長其使用壽命。

H2020

GrapheneSens

基於石墨烯的接觸式位置感測器的研製

項目號：762394

從 2017-02-01 到 2017-07-31

汽車領域的位置感測器代表著近40億美元的市場。根據GRAPHENESENS項目開發的石墨烯增強型油墨配方可以很快將生產成本降低45％，同時延長其使用壽命。

石墨烯的非常高的生產成本是否意味著其潛力無法轉化為商業應用的實際利益？看一下諸如GRAPHENESENS（基於石墨烯的接觸式位置感測器的發展）的項目，我們會試圖說不。

通過使用石墨烯基納米複合塗層來開發新的位置感測器，該項目實際上克服了當前解決方案的三個主要缺點：磨損特性差導致長期不可靠；由於表面粗糙度而導致的精度有限，導致噪音；以及由於使用貴金屬製造感測器雨刷而造成的高成本。

總之，該項目已經成功地創建了一個新的電位器單元，使用石墨烯基油墨的絲網印刷電阻軌道，結合低成本基板和石墨烯基塗層的雨刷頭單元，以及一個48脈衝編碼器基單元，主要使用石墨烯基阻隔塗層。汽車和摩托車市場是目標，知名品牌已經在排隊。

GrapheneSens的協調員Pufinji Obene帶領我們了解了該項目的成果及其改變位置感測器市場的潛力。

這個項目的目標是什麼？

很多人談論石墨烯本身和潛在的用途，但事實是，純石墨烯的形式使用是相當昂貴的。這意味著僅使用石墨烯的突破只會在實驗室規模上發生。

但我們也知道，石墨烯具有令人難以置信的特性，無論是電導率，機械強度還是光滑度。所以我們認為，為什麼不考慮應用特定的系統，採用純石墨烯層並將其製成墨水配方，最後看到有和沒有石墨烯的應用的區別？

GRAPHENESENS專註於石墨烯用於汽車行業的接觸感測器，但我們的研究可以在各種位置感測器中找到應用。

你希望石墨烯能為這些產品帶來什麼附加值？

它本質上是關於耐用性的，特別是當我們談論石墨烯增強的感測器，例如天線，加速器踏板，編碼器，馬達，甚至機器人。

例如，油門踏板需要長壽命油墨，規格預計200萬次循環，並且測試看到系統經歷多達700萬次循環。問題是，我可以使用石墨烯來延長此產品的使用壽命嗎？如果可以的話，那麼只需在油墨配方中加入1％或2％的石墨烯，這一比例非常小但可以產生巨大的財務差異。

無人駕駛汽車是否也是一種潛在的應用？

是的。自動駕駛汽車使用雷達罩來保護雷達，但這些雷達往往會結冰，因此無法接收信號。因此，我們與其中一位客戶合作的項目之一是將我們的解決方案用作加熱元件。我們用低粘度石墨烯油墨塗覆聚醯胺，它與基體有很好的粘著性，而且導電性很高，因此可以用很低的功率加熱天線罩。

我們提到耐久性是一個強大的優勢，但是成本呢？

為了回到我們的接觸位置感測器，一個遊戲改變的優勢是，我們可以使用我們的石墨烯塗層電位器的雨刷。通常，雨刷是由一種非常貴重的金屬製成的，比如Paliney，這是非常昂貴的。通過使用更便宜的材料並塗上我們的石墨烯系統，我們可以得到一個比Paliney便宜得多的雨刷(便宜5-10倍)。

我們實際上可以使用石墨烯，既可以在更便宜的雨刷頂端，也可以用於電位器的導電電路。這種石墨烯到石墨烯的界面使我們能夠在刮水器的磨損特性和油墨的電性能之間保持完美的平衡。

你能量化這個系統的好處嗎？

我們對石墨烯和不含石墨烯的產品進行了比較，其好處是巨大的。我們能夠將印刷油墨的厚度減半，我們的氣溶膠輔助離子沉積(AAID)技術塗上了便宜的雨刷，使其成本降低了80?%。總的來說，我們成功地降低了45%的成本製造接觸感測器。

你的商業化計劃如何？

我們已經為兩個或三個汽車供應商在雨刷方面做了樣機，他們中的兩個也在研究長壽命墨水，但這在IP方面是保密的。

我們的一些客戶在雨刷方面有問題，他們需要儘快的新產品。現在的挑戰是要達到一個工業生產規模，我們將不得不參加中小企業工具第二階段項目，以實現這一目標。

我們也在考慮除汽車以外的其他市場，因此總而言之，我們希望在未來的兩三年內在市場上有一些東西。

回顧一下，你會說你的項目是石墨烯可以實現的一個例子嗎？

我覺得是這樣的。目前市場需要石墨烯用於現實生活場景。我認為石墨烯不會以純粹的形式對社會有用，除非我們可以把它單層並放到電路板上。同時，我們應該使用石墨烯作為增強劑，並專註於製造實用的產品。這就是我們用GRAPHENESENS所做的。

來源：歐盟委員會

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