I ricercatori della North Carolina State University hanno sviluppato una nuova tecnica che consente loro di stampare circuiti su supporti flessibili, substrati elastici che utilizzano nanofili d'argento. L'anticipo consente di integrare il materiale in un'ampia gamma di dispositivi elettronici.

I nanofili d'argento hanno suscitato un notevole interesse negli ultimi anni per l'uso in molte applicazioni, che vanno dai dispositivi protesici ai sensori sanitari indossabili, grazie alla loro flessibilità, elasticità e proprietà conduttive. Sebbene gli esperimenti di proof-of-concept siano stati promettenti, ci sono state sfide significative per la stampa di circuiti altamente integrati utilizzando nanofili d'argento.

Le nanoparticelle d'argento possono essere utilizzate per stampare circuiti, ma le nanoparticelle producono circuiti più fragili e meno conduttivi dei nanofili d'argento. Ma le tecniche convenzionali per i circuiti di stampa non funzionano bene con i nanofili d'argento; i nanofili spesso ostruiscono gli ugelli di stampa.

"Il nostro approccio utilizza la stampa elettroidrodinamica, che si basa sulla forza elettrostatica per espellere l'inchiostro dall'ugello e trascinarlo nel punto appropriato sul substrato, "dice Jingyan Dong, co-autore corrispondente di un articolo sul lavoro e professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale e dei Sistemi di NC State Edward P. Fitts. "Questo approccio ci consente di utilizzare un ugello molto ampio, che previene l'intasamento, pur mantenendo una risoluzione di stampa molto fine".

"E poiché il nostro 'inchiostro' è costituito da un solvente contenente nanofili d'argento che in genere sono lunghi più di 20 micrometri, i circuiti risultanti hanno la conduttività desiderata, flessibilità ed elasticità, "dice Yong Zhu, un professore di ingegneria meccanica presso la NC State e co-autore corrispondente dell'articolo.

"Inoltre, il solvente che usiamo è sia atossico che solubile in acqua, "dice Zheng Cui, un dottorato di ricerca studente presso NC State e autore principale del documento. "Una volta stampato il circuito, il solvente può essere semplicemente lavato via."

Cosa c'è di più, la dimensione dell'area di stampa è limitata solo dalle dimensioni della stampante, il che significa che la tecnica potrebbe essere facilmente scalata.

I ricercatori hanno utilizzato la nuova tecnica per creare prototipi che utilizzano i circuiti a nanofili d'argento, compreso un guanto con un riscaldatore interno e un elettrodo indossabile per l'uso nell'elettrocardiografia. NC State ha depositato un brevetto provvisorio sulla tecnica.

"Data l'efficienza della tecnica, capacità di scrittura diretta, e scalabilità, siamo ottimisti sul fatto che questo possa essere utilizzato per far progredire lo sviluppo di flessibilità, elettronica estensibile che utilizza nanofili d'argento - rendendo questi dispositivi pratici dal punto di vista della produzione, " dice Zhu.

La carta, "Stampa elettroidrodinamica di nanofili d'argento per elettronica flessibile ed estensibile, " è pubblicato sulla rivista Nanoscale.