Abstract Fully printed wearable electronics based on two-dimensional (2D) material heterojunction structures also known as heterostructures, such as field-effect transistors, require robust and reproducible printed multi-layer stacks consisting of active channel, dielectric and conductive contact layers. Solution processing of graphite and other layered materials provides low-cost inks enabling printed electronic devices, for example by inkjet printing. However, the limited quality of the 2D-material inks, the complexity of the layered arrangement, and the lack of a dielectric 2D-material ink able to operate at room temperature, under strain and after several washing cycles has impeded the fabrication of electronic devices on textile with fully printed 2D heterostructures. Here we demonstrate fully inkjet-printed 2D-material active heterostructures with graphene and hexagonal-boron nitride (h-BN) inks, and use them to fabricate all inkjet-printed flexible and washable field-effect transistors on textile, reaching a field-effect mobility of ~91 cm 2 V −1 s −1 , at low voltage (<5 V). This enables fully inkjet-printed electronic circuits, such as reprogrammable volatile memory cells, complementary inverters and OR logic gates.

A flexible conductive cotton fabric was demonstrated by formulation and deposition of a graphene oxide (GO) dispersion onto a cotton fabric by vacuum filtration. The deposited GO amount was controlled by the concentration and volume of the GO dispersion. The GO was reduced by a hot press method at 180 °C for 60 min, and no chemical reductant was needed in both the deposition and reduction processes. The carbon-oxygen ratio increased from 1.77 to 3.72 after the hot press reduction. The as-prepared flexible conductive cotton fabric showed a sheet resistance as low as 0.9 kΩ/sq. The sheet resistance of the conductive cotton fabric only increased from ∼0.9 kΩ/sq to ∼1.2 kΩ/sq after 10 washing cycles, exhibiting good washability. The conductive cotton fabric showed viability as a strain sensor even after 400 bending cycles, in which the stable change in the electrical resistance went from ∼3500 kΩ under tensile strain to ∼10 kΩ under compressive strain. This cost-effective and environmentally-friendly method can be easily extended to scalable production of reduced GO based flexible conductive cotton fabrics.

Abstract Networks of nanowires, nanotubes, and nanosheets are important for many applications in printed electronics. However, the network conductivity and mobility are usually limited by the resistance between the particles, often referred to as the junction resistance. Minimising the junction resistance has proven to be challenging, partly because it is difficult to measure. Here, we develop a simple model for electrical conduction in networks of 1D or 2D nanomaterials that allows us to extract junction and nanoparticle resistances from particle-size-dependent DC network resistivity data. We find junction resistances in porous networks to scale with nanoparticle resistivity and vary from 5 Ω for silver nanosheets to 24 GΩ for WS 2 nanosheets. Moreover, our model allows junction and nanoparticle resistances to be obtained simultaneously from AC impedance spectra of semiconducting nanosheet networks. Through our model, we use the impedance data to directly link the high mobility of aligned networks of electrochemically exfoliated MoS 2 nanosheets (≈ 7 cm 2 V −1 s −1 ) to low junction resistances of ∼2.3 MΩ. Temperature-dependent impedance measurements also allow us to comprehensively investigate transport mechanisms within the network and quantitatively differentiate intra-nanosheet phonon-limited bandlike transport from inter-nanosheet hopping.

Printed networks of 2D nanosheets have found a range of applications in areas including electronic devices, energy storage systems and sensors. For example, the ability to print graphene networks onto...

Thin films fabricated from solution-processed graphene nanosheets are of considerable technological interest for a wide variety of applications, such as transparent conductors, supercapacitors, and memristors. However, very thin printed films tend to have low conductivity compared to thicker ones. In this work, we demonstrate a simple layer-by-layer deposition method which yields thin films of highly-aligned, electrochemically-exfoliated graphene which have low roughness and nanometer-scale thickness control. By optimising the deposition parameters, we demonstrate films with high conductivity (1.3 × 105 S/m) at very low thickness (11 nm). Finally, we connect our high conductivities to low inter-nanosheet junction resistances (RJ), which we estimate at RJ ~ 1kΩ.