在弗朗切斯科-格雷科（Francesco Greco）副教授的指导下，来自圣安娜学院和格拉茨理工大学的一个国际研究小组成功地将一支红色记号笔的墨水转化为基于石墨烯的电路。这项研究证明了日常材料在先进电子应用中的潜在用途。
使用简单标记和激光束创建的电路。图片来源：@ Scuola Superiore Sant’Anna @ Scuola Superiore Sant’Anna
将激光束穿过墨水，墨水就会变成一种多孔导电碳，这种碳被称为 “激光诱导石墨烯”（LIG）。迄今为止，我们认为只能从特定的塑料材料和聚合物中获得这种石墨烯，这在某种程度上限制了它的应用。而墨水或涂料则可以方便地在任何地方用于涂覆其他物体。它们也是一种具有经济优势的替代品。
圣安娜高等研究学院生物工程系副教授 Francesco Greco
从墨水到 石墨烯。被称为曙红的染料的作用
一种常见的办公用品–白板上使用的红色记号笔–为欧洲 5D 纳米打印项目的最新研究带来了意想不到的灵感。其中的关键成分是曙红，一种存在于某些红色墨水中的染料，因其高热稳定性和与石墨烯的结构相似而闻名。
格拉茨大学固体物理研究所的博士后研究员 Alexander Dallinger 是第一个发现曙红不寻常行为的人。他观察到，当暴露在激光辐射下时，这种染料会做出意想不到的反应，从而引发了进一步的研究。
最初的发现是偶然的。我当时正在尝试用激光在其他材料上书写，但没有成功：没有一种材料能转化为导电石墨烯。我用红色记号笔在其中一个样品上写下了它的名字，以便识别。一不小心（还是运气好？），激光束穿过了字迹：就在这时，我看到了一道黑色的痕迹。
Alexander Dallinger，格拉茨大学固体物理研究所博士后
Dallinger 说：”我很好奇，立即对它进行了分析：这道痕迹是导电的，而且是石墨烯！这引出了许多问题： 标记墨水是由什么制成的？为什么这种记号笔能用而其他记号笔不能用？其中的 “秘密成分 ”是什么？这些问题是整个研究的起点，也是促成这本出版物的发现”。
油漆和涂鸦 “方法： 可在任何表面创建电路
为了开始将染料转化为功能电路，研究小组将红色墨水涂抹在他们选择的表面上，从纸张到咖啡杯，甚至眼镜。然后，他们使用计算机软件设计出所需的电子电路。
接着，激光系统将数字设计直接描摹在染色表面上。激光照射后，曙红染料发生化学变化，转化为导电形式的石墨烯。
“这种方法被称为’绘画与划线’，它在激光的诱导下，在任何表面上都集成了基于石墨烯的电路：在物体上绘画，然后用激光照射，就能形成电路。格雷科解释说：”考虑到到目前为止，石墨烯电路只能在聚合物前体上获得，这是一个创新系统。
比萨-菲伦兹-格拉兹： 创新三角
佛罗伦萨大学 “Ugo Schiff ”化学系和胶体与表面科学中心（CSGI）的 Rodorico Giorgi 和 Rachel Camerin（分别是副教授和博士后研究员）也做出了重要贡献。
他们在色彩和颜料化学方面的专业知识对于分析墨水成分和确定石墨烯形成的染料至关重要。
我们在文化遗产领域工作，研究物质和这种转变。令人惊讶的是，有机染料的特性知识突然变成了解释前所未见现象的关键。你知道很多事情，但你无法解释一切。然后有一天，你把两块拼图拼在一起，向前迈出了一步。这就是科学的魅力！
佛罗伦萨大学副教授 Rodorico Giorgi
可能的应用
格雷科说：”我相信，我们的研究是科学好奇心如何出人意料地带来实际应用意义的一个范例。事实上，这项研究除了分析为什么只有某些染料适合转化为 LIG 之外，还旨在提出在任何表面实现电路和传感器的方法。我们现在可以考虑在需要的地方直接’写入’电路或传感器，而不是在要传感的物体上安装电路或传感器（通常很重、昂贵且笨重）”。
“这将推动许多领域的应用：可打印电子器件、生物医学传感器、机器人、自动化和环境传感器。我们已经在研究其中的一些应用。弗朗切斯科-格雷科最后说：”我们还开始研究从天然材料中提取的其他染料，目的是创造绿色电子产品。
期刊参考：
Dallinger, A., et al. (2025) Laser‐Induced Graphene from Commercial Inks and Dyes. Advanced Science. doi.org/10.1002/advs.202412167.
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