Gli scienziati dei materiali dell'Università dell'Illinois hanno sviluppato un nuovo inchiostro argento reattivo per la stampa di componenti elettronici ad alte prestazioni su onnipresenti, materiali a basso costo come plastica flessibile, supporti in carta o tessuto.

Jennifer Lewis, il professore di scienza e ingegneria dei materiali Hans Thurnauer, e lo studente laureato S. Brett Walker ha descritto il nuovo inchiostro nel Giornale della Società Chimica Americana .

"Siamo davvero entusiasti dell'ampia applicabilità e delle eccellenti proprietà elettriche di questo nuovo inchiostro argento, " ha detto Lewis, il direttore del Laboratorio di ricerca sui materiali Frederick Seitz presso l'U. of I.

Elettronica stampata a basso costo, i materiali flessibili promettono le antenne, batterie, sensori, energia solare, dispositivi indossabili e altro ancora. La maggior parte degli inchiostri conduttivi si basa su minuscole particelle metalliche sospese nell'inchiostro. Il nuovo inchiostro è una soluzione trasparente di acetato d'argento e ammoniaca. L'argento rimane disciolto nella soluzione finché non viene stampato, e il liquido evapora, cedendo caratteristiche conduttive.

"Si asciuga e reagisce rapidamente, che ci consente di depositare immediatamente l'argento durante la stampa, " ha detto Walker.

L'inchiostro reattivo presenta diversi vantaggi rispetto agli inchiostri a base di particelle. È molto più veloce da realizzare:un lotto richiede pochi minuti per mescolare, secondo Walker, mentre gli inchiostri a base di particelle richiedono diverse ore e più passaggi per la preparazione. L'inchiostro è anche stabile per diverse settimane.

L'inchiostro argento reattivo può anche stampare attraverso ugelli da 100 nanometri, un ordine di grandezza più piccolo degli inchiostri a base di particelle, una caratteristica importante per la microelettronica stampata. Inoltre, la bassa viscosità dell'inchiostro lo rende adatto alla stampa a getto d'inchiostro, scrittura diretta con inchiostro o spruzzatura con aerografo su grandi aree conformi.

"Per le applicazioni elettroniche stampate, devi essere in grado di conservare l'inchiostro per diversi mesi perché l'argento è costoso, "Ha detto Walker. "Dal momento che le particelle d'argento non si formano effettivamente finché l'inchiostro non esce dall'ugello e l'ammoniaca evapora, il nostro inchiostro rimane stabile per periodi molto lunghi. Per la stampa con ugelli di precisione, è una rarità".

L'inchiostro argento reattivo vanta un altro vantaggio chiave:una bassa temperatura di lavorazione. Gli inchiostri metallici in genere devono essere riscaldati per ottenere la conduttività di massa attraverso un processo chiamato ricottura. Le temperature di ricottura per molti inchiostri a base di particelle sono troppo alte per molte plastiche o carta poco costose. Al contrario, l'inchiostro d'argento reattivo mostra una conduttività elettrica che si avvicina a quella dell'argento puro dopo la ricottura a 90 gradi Celsius.

"Ora ci concentriamo sulla modellazione di superfici conduttive trasparenti di grandi aree utilizzando questo inchiostro reattivo, " ha detto Lewis, che è anche affiliato al Beckman Institute for Advanced Science and Technology, il Laboratorio di Micro e Nanotecnologie e il dipartimento di ingegneria chimica e biomolecolare dell'Università degli Studi di I.