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NANOFIO "TINTAS" ENABLE BASEADOS EM PAPEL PARA IMPRESSÃO ELETRÔNICA

Suspendendo as nanopartículas de metal minúsculas em líquidos, cientistas da Universidade de Duke estão misturando impressora de jato de tinta condutiva "tintas" para imprimir padrões de circuito barato, personalizáveis em praticamente qualquer superfície.

Eletrônica impressa, já que estão sendo usados em larga escala em dispositivos tais como a antiroubo: identificação por radiofrequência (RFID) tags você podem encontrar na parte de trás dos novos DVDs, atualmente tem uma grande desvantagem: para os circuitos trabalhar, eles primeiro tem que ser aquecido para derreter as nanopartículas todos juntos em um único fio condutor, tornando-se impossível imprimir circuitos em papel ou de plástico barato.

Um novo estudo realizado por pesquisadores de Duke mostra que aprimorando a forma das nanopartículas na tinta só pode eliminar a necessidade de calor.

Ao comparar a condutividade de filmes feitos de diferentes formas de nanoestruturas de prata, os pesquisadores descobriram que elétrons zip através de filmes feitos de nanofios de prata muito mais fácil do que filmes feitos de outras formas, como nanoesferas ou microflakes. Na verdade, elétrons fluiram tão facilmente através dos filmes de nanofios que eles poderiam funcionar em circuitos impressos sem a necessidade de derretê-los todos juntos.

"Os nanofios tem uma condutividade maior do que o mais comumente usado de nanopartículas de prata que você encontraria em antenas impressas para etiquetas RFID, de 4.000 vezes", disse Benjamin Wiley, professor assistente de química em Duke. "Se você usar os nanofios, então não precisa aquecer os circuitos impressos até tal alta temperatura e você pode usar o mais barato de plástico ou papel."

"Realmente, não há mais nada que eu possa pensar além desses nanofios de prata que você só pode imprimir e é simplesmente condutiva, sem qualquer pós-processamento," Wiley, acrescentou.

Estes tipos de eletrônica impressa podem ter aplicações muito além de embalagens inteligentes; pesquisadores preveem usando a tecnologia para tornar as células solares, impressas exibe, LEDS, telas sensíveis ao toque, amplificadores, baterias e até mesmo alguns dispositivos implantáveis bio-elétrica. Os resultados apareceram on-line dia 16 de dezembro, em ACS Applied Materials e Interfaces.

Prata tornou-se um material de que para fazer a eletrônica impressa, Wiley disse, e um número de estudos têm aparecido recentemente medir a condutividade de filmes com diferentes formas de nanoestruturas de prata. No entanto, variações experimentais fazem comparações diretas entre as formas difíceis, e alguns relatórios têm associados a condutividade dos filmes para a massa total de prata usada, fator importante quando se trabalha com um material caro.

"Nós quisemos eliminar qualquer material extra das tintas e simplesmente pedra de afiar na quantidade de prata com os filmes e os contactos entre os nanostructures como a única fonte de variabilidade," disse Ian Stewart, um estudante graduado recente no laboratório do Wiley e primeiro autor no papel do ACS.

Stewart usado conhecidas receitas para cozinhar prata nanoestruturas com diferentes formas, incluindo as nanopartículas, microflakes e nanofios de curtos e longos e misturado a essas nanoestruturas com água destilada para fazer o simples "tintas". Então, ele inventou uma maneira rápida e fácil de fazer filmes finos, utilizando equipamentos disponíveis em praticamente qualquer laboratório..--lâminas de vidro e fita dupla-face.

"Usamos um furador para cortar poços de fita dupla-face e estas para lâminas de vidro preso," disse Stewart. Adicionando um volume exato de tinta em cada fita "bem" e em seguida aquecimento dos poços..--ou a temperatura relativamente baixa simplesmente evaporar a água a temperaturas mais altas para começar a derreter as estruturas juntos..--ele criou uma variedade de filmes para testar.

A equipe diz que eles não estavam surpresos que os filmes de nanofios longo tinham a mais alta condutividade. Os elétrons geralmente fluem facilmente através de nanoestruturas individuais mas fica preso quando eles têm que saltar de uma estrutura para o próximo, Wiley explicou, e longos nanofios reduzem o número de vezes que os elétrons têm para este "salto".

Mas eles estavam surpresos com a mudança drástica como foi. "A Resistividade dos filmes longa prata nanofio é várias ordens de grandeza inferiores de nanopartículas de prata e apenas 10 vezes maiores do que a prata pura", disse Stewart.



A equipe agora está experimentando usando jatos de aerossol para imprimir tintas de nanofios de prata em circuitos utilizáveis. Wiley diz que eles também querem explorar se nanofios cobre revestida de prata, que são significativamente mais baratos de produzir do que de nanofios de prata puros, dará o mesmo efeito.

Esta pesquisa foi apoiada pelo financiamento da Fundação Nacional de ciência (ECCS-1344745 e DMR-1253534) e uma bolsa de GAANN através do departamento de química da Duke.


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