أسلاك متناهية الصغر "الأحبار" تمكين المرتكزة على الورق للطباعة الإلكترونية

- Jan 06, 2017 -

تعليق جسيمات نانوية معدنية صغيرة في السوائل، يتم تخمير علماء جامعة ديوك حتى موصلة طابعة نافثة للحبر "الأحبار" لطباعة الدوائر غير مكلفة، وتخصيص أنماط على مجرد عن أي سطح.

الإلكترونيات المطبوعة، والتي هي أصلاً تستخدم على نطاق واسع في أجهزة مثل تحديد مكافحة سرقة الترددات اللاسلكية (RFID) والعلامات التي قد تجد في الجزء الخلفي من أقراص الفيديو الرقمية الجديدة، لديها حاليا عيب رئيسي واحد: للدوائر للعمل، عليهم أولاً أن تكون ساخنة لإذابة جميع جسيمات نانوية معا في سلك موصل واحد، مما يجعل من المستحيل على طباعة الدوائر على الورق أو البلاستيك غير مكلفة.

أظهرت دراسة جديدة أجراها باحثون في جامعة ديوك أن التغيير والتبديل في الشكل لجسيمات نانوية في الحبر قد يلغي الحاجة للحرارة فقط.

وبمقارنة الموصلية الأفلام المصنوعة من أشكال مختلفة من النانو الفضية، وجد الباحثون أن الإلكترونات الرمز البريدي من خلال الأفلام المصنوعة من أسلاك الفضة أسهل بكثير من الأفلام من الأشكال الأخرى، مثل نانوسفيريس أو ميكروفلاكيس. وفي الواقع، تدفقت الإلكترونات بسهولة من خلال الأفلام أسلاك متناهية الصغر أنها يمكن أن تعمل في الدوائر المطبوعة دون الحاجة إلى إذابة لهم جميعا معا.

أسلاك أوقات 4,000 موصلية أعلى من الأكثر استخداماً جسيمات نانوية الفضية التي تجد في الهوائيات المطبوعة لتتفاعل العلامات، "قال" بنيامين وايلي، أستاذ مساعد في الكيمياء في جامعة ديوك. "حتى إذا قمت باستخدام أسلاك، ثم لم يكن لديك لتسخين الدارات المطبوعة حتى مثل درجة الحرارة المرتفعة ويمكنك استخدام أرخص من الورق أو البلاستيك.

أضاف إيلي "هناك حقاً أي شيء آخر يمكنني أن أفكر في إلى جانب هذه أسلاك الفضة التي يمكنك طباعة فقط وأنها موصلة ببساطة، دون أي مرحلة ما بعد المعالجة".

هذه الأنواع من الأجهزة الإلكترونية المطبوعة قد يكون لها تطبيقات أبعد من التغليف الذكية؛ تصور الباحثين استخدام التكنولوجيا لجعل الخلايا الشمسية، طباعة عرض المصابيح وشاشات اللمس، ومكبرات الصوت، والبطاريات وحتى بعض الأجهزة الحيوية الإلكترونية القابلة للغرس. ويبدو أن النتائج على الإنترنت 16 ديسمبر في الرابطة تطبيق المواد والواجهات.

فضة أصبح الذهاب إلى مواد لصنع الإلكترونيات المطبوعة، قال إيلي، وقد ظهرت مؤخرا عددا من دراسات قياس موصلية الأفلام مع الأشكال المختلفة من النانو الفضية. بيد أن الاختلافات التجريبية إجراء مقارنات مباشرة بين الأشكال الصعبة وعدد قليل من التقارير ربطت موصلية الأفلام إلى الكتلة الإجمالية للفضة المستخدمة، عاملاً مهما عند العمل مع مواد باهظة التكاليف.

وقال إيان ستيوارت، طالب دراسات عليا الأخيرة في مختبر لايلي والكاتب الأول في الصحيفة الرابطة "كنا نريد القضاء على أي مواد إضافية من الأحبار والصقل في على كمية الفضة في الأفلام والاتصالات بين النانو كالمصدر الوحيد للتغير، ببساطة".

ستيوارت تستخدم وصفات معروفة سلق النانو الفضية بأشكال مختلفة، بما في ذلك الجسيمات النانوية، وميكروفلاكيس، وأسلاك قصيرة وطويلة، وتمتزج هذه النانو الماء المقطر لجعل بسيطة "الأحبار". ثم قال أنه اخترع طريقة سريعة وسهلة لجعل الأغشية الرقيقة باستخدام المعدات المتاحة في مجرد عن أي مختبر-الشرائح الزجاجية والشريط على الوجهين.

وقال ستيوارت "علينا استخدام لكمه ثقب لقطع الآبار من الشريط على الوجهين وتمسك هذه الشرائح الزجاجية". عن طريق إضافة كمية دقيقة من الحبر في كل شريط "بشكل جيد" وتدفئة الآبار-أما إلى درجات حرارة منخفضة نسبيا بساطة يتبخر الماء أو ارتفاع درجات الحرارة بدء ذوبان الهياكل معا-ثم أنه خلق مجموعة متنوعة من الأفلام لاختبار.

ويقول الفريق لم تكن الدهشة أن الأفلام الطويلة أسلاك متناهية الصغر قد الموصلية أعلى. عادة ما تكون الإلكترونات التدفق بسهولة من خلال النانو الفردية لكن تتعثر عند لديهم للانتقال من بنية واحدة إلى التالية، وأوضح إيلي، وأسلاك طويلة يقلل كثيرا من عدد مرات الإلكترونات وقد جعل هذا "القفز".

إلا أنهم فوجئوا في التغيير جذري فقط كيف كان. وقال ستيوارت "المقاومة لأفلام طويلة الفضة أسلاك متناهية الصغر من عدة أوامر من حجم أقل من جسيمات فضة نانوية وفقط 10 مرات أكبر من الفضة النقية".



هو تجريب الفريق الآن في استخدام الطائرات النفاثة الهباء الجوي لطباعة أحبار أسلاك الفضة متناهية الصغر في دوائر قابلة للاستخدام. ويقول إيلي يريدون أيضا استكشاف ما إذا كانت مغلفة بالفضة أسلاك النحاس، وأرخص كثيرا لإنتاج أسلاك الفضة النقية، سوف تعطي نفس التأثير.

هذه الأبحاث كانت مدعومة بتمويل من المؤسسة الوطنية للعلوم (ECCS-1344745 وهيئة الهجرة واللاجئين-1253534) وزمالة جان من خلال قسم الكيمياء بجامعة ديوك.


زوج من:أسلاك الفضة والجرافين قوانا لعرض شاشة تعمل باللمس في المادة التالية :العلماء إنشاء ليزر صغيرة باستخدام جسيمات فضة نانوية