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(PhysOrg.com) -- Due professori dell'Università dell'Illinois; uno specializzato in scienza dei materiali, l'altro in ingegneria elettrica, hanno unito i loro talenti per portare l'idea dei circuiti di stampa su materiali non standard un passo avanti sviluppando un inchiostro conduttivo che può essere utilizzato in una tradizionale penna roller per disegnare circuiti a mano su carta e altri materiali porosi. Nel loro articolo pubblicato su Materiale avanzato , squadra guida Jennifer Lewis, Jennifer Bernhard e colleghi descrivono come sono stati in grado di creare un tipo di inchiostro da nanoparticelle d'argento che rimarrebbero liquide mentre erano nella penna, ma si asciugherebbe come un normale inchiostro una volta applicato. La penna potrebbe essere stata quindi utilizzata per disegnare un display LCD funzionante e un'antenna.
Per fare l'inchiostro, il team ha prodotto nanoparticelle d'argento riducendo una soluzione di nitrato d'argento insieme a un acido per evitare che le particelle diventino troppo grandi. Successivamente l'acido è stato rimosso e la viscosità dell'inchiostro modificata utilizzando idrossietilcellulosa per ottenere la giusta consistenza. Il risultato è una sorta di metallo liquido che si secca al contatto e che può essere utilizzato per condurre l'elettricità, da qui la sua capacità di essere utilizzato nella creazione di un circuito.
Gli ingegneri dell'Università dell'Illinois hanno sviluppato una penna con inchiostro argento conduttivo in grado di scrivere circuiti elettrici e interconnessioni direttamente su carta e altre superfici. Credito:Bok Yeop Ahn
Finora, la maggior parte delle ricerche sui circuiti di stampa su materiali non standard, come carta, sono stati fatti utilizzando stampanti a getto d'inchiostro o persino aerografi. Questo nuovo approccio consentirebbe di tracciare circuiti in modo più rapido e molto più economico, o anche al volo, poiché non è necessario altro hardware. Un dispositivo così economico potrebbe creare un mercato per i circuiti usa e getta o anche per le batterie super economiche. Nello studio è stata utilizzata la carta perché considerata il materiale non standard più adatto per i circuiti di stampa per la sua ampia disponibilità, basso costo, capacità di essere piegato e modellato, e il fatto che sia biodegradabile.
Lewis ha notato che la carta utilizzata nello studio è stata piegata dopo i test per vedere come avrebbe resistito il circuito, e scoprì che era necessario piegare diverse migliaia di volte prima che i percorsi dell'inchiostro venissero interrotti. Ha anche notato che potrebbero essere utilizzati altri materiali oltre alla carta, come legno o ceramica.
Questa è una serie flessibile di LED montati su carta. Linee di inchiostro argentato disegnate a mano formano le interconnessioni tra i LED. Credito:Bok Yeop Ahn
Il team prevede di esaminare altri tipi di materiali che potrebbero essere utilizzati per produrre inchiostro conduttivo per la penna, sperando di aprire la porta a tutti i tipi di inchiostri che possono essere utilizzati per un'ampia varietà di scopi.
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