(PhysOrg.com) -- Quasi tutti i dispositivi elettronici contengono circuiti stampati, che sono modellati con un intricato design in rame che guida l'elettricità per rendere funzionali i dispositivi. In un nuovo studio, i ricercatori hanno compiuto passi verso la fabbricazione di circuiti stampati con una stampante a getto d'inchiostro. Hanno sintetizzato nanoparticelle di stagno (Sn) e poi le hanno aggiunte all'inchiostro per aumentarne la conduttività, portando a un modo migliore per stampare i circuiti stampati.

I ricercatori, dal KAIST e dal Korea Institute of Machinery and Materials, sia a Daejoen, Corea del Sud, hanno pubblicato il loro studio sull'utilizzo di nanoparticelle di stagno in inchiostro altamente conduttivo in un recente numero di Nanotecnologia .

Attualmente, la maggior parte dei circuiti stampati viene stampata utilizzando metodi a più fasi come la deposizione sotto vuoto convenzionale e il patterning fotolitografico. Però, questi metodi presentano degli svantaggi poiché richiedono una temperatura di lavorazione elevata, comportano rifiuti tossici, e sono costosi. La fabbricazione di circuiti stampati utilizzando la stampa a getto d'inchiostro supera queste limitazioni, e rispetto agli altri metodi è veloce, semplice, e poco costoso. La stampa a getto d'inchiostro può essere utilizzata per una varietà di dispositivi, come tag RFID, LED, celle solari organiche, transistor organici a film sottile, e dispositivi biomedici.

Recentemente, diversi studi hanno studiato diversi materiali, come polimeri, nanotubi di carbonio, e nanoparticelle metalliche, che potrebbe essere utilizzato per l'inchiostro conduttivo. Sebbene i polimeri e i nanotubi di carbonio presentino vantaggi per la stampa su display flessibili, la loro conduttività è troppo bassa per essere utilizzati per materiali conduttivi di inchiostro. Le nanoparticelle metalliche hanno una maggiore conduttività, e quindi sono più adatti per materiali di inchiostro conduttivi.

"Il più grande significato del nostro lavoro è che è il primo tentativo di stampare modelli conduttivi con l'inchiostro conduttivo contenente Sn, ” ha detto il coautore Yun Hwan Jo di KAIST PhysOrg.com . “Diversi articoli hanno riportato la sintesi di nanoparticelle di Sn per materiali di interconnessione. Però, non è stata osservata alcuna evidente depressione della temperatura di fusione a causa delle dimensioni relativamente grandi e della bassa uniformità delle nanoparticelle di Sn. Inoltre, non ci sono state segnalazioni per la fabbricazione di inchiostro conduttivo con nanoparticelle di Sn.

Nel loro studio, Jo e coautori hanno sintetizzato una grande quantità di nanoparticelle di stagno di dimensioni uniformi. Come hanno spiegato, sintetizzare nanoparticelle di stagno che hanno una dimensione molto piccola è importante perché porta ad una temperatura di fusione più bassa rispetto a quella dello stagno sfuso. Ad esempio, mentre lo stagno sfuso fonde a 232 °C, nanoparticelle di stagno con un diametro di 11,3 nm fondono a 177 °C. Una temperatura di fusione più bassa è vantaggiosa perché significa un minor consumo di energia, minore deformazione del supporto, e minori problemi di stress termico. I ricercatori hanno anche applicato trattamenti superficiali all'inchiostro conduttivo per ridurre la resistenza di un fattore 20.

“Due fattori, costo e bassa temperatura, sono i vantaggi dell'inchiostro conduttivo contenente Sn, "Jo ha detto. “Ag, Le nanoparticelle di Cu e Au sono ampiamente utilizzate per fabbricare inchiostro conduttivo. Però, Au e Ag sono costosi. E la temperatura di fusione di Ag, Le nanoparticelle di Cu e Au sono superiori a quelle delle nanoparticelle di Sn (177,3 °C, questo esperimento).”

Aggiungendo le nanoparticelle di stagno a una soluzione di inchiostro, i ricercatori hanno stampato modelli di inchiostro altamente conduttivo da una stampante a getto d'inchiostro. Come prima dimostrazione della stampa a getto d'inchiostro con nanoparticelle di stagno, i risultati mostrano che la nuova tecnica sembra promettente per la stampa di vari dispositivi elettronici che richiedono schemi conduttivi.

“Siamo allo studio per fabbricare linee conduttive con inchiostro Sn conduttivo tramite stampa a getto d'inchiostro per dispositivi OLED flessibili, "Jo ha detto. "Stiamo ottimizzando le condizioni di getto per disegnare schemi complicati utilizzando l'inchiostro Sn conduttivo".

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Tutti i diritti riservati. Questo materiale non può essere pubblicato, trasmissione, riscritto o ridistribuito in tutto o in parte senza l'espresso permesso scritto di PhysOrg.com.