I ricercatori dell'INM hanno combinato i vantaggi dei materiali elettronici organici e inorganici in un nuovo tipo di inchiostri ibridi. Ciò consente di applicare circuiti elettronici alla carta direttamente da una penna, Per esempio.

L'elettronica del futuro sarà stampata. I circuiti flessibili possono essere prodotti a basso costo su pellicola o carta utilizzando processi di stampa e consentono design futuristici con diodi curvi o elementi di input. Ciò richiede materiali elettronici stampabili che possano essere stampati e mantengano un alto livello di conduttività durante l'uso nonostante le loro superfici curve. Alcuni materiali provati e testati includono organici, polimeri conduttivi e nanoparticelle di ossidi conduttivi (TCO). I ricercatori dell'INM – Leibniz-Institute for New Materials hanno ora combinato i vantaggi dei materiali elettronici organici e inorganici in un nuovo tipo di inchiostri ibridi. Ciò consente di applicare circuiti elettronici alla carta direttamente da una penna, Per esempio.

Gli sviluppatori dimostreranno i loro risultati e le possibilità che offrono allo stand B46 nel padiglione 2 alla Fiera di Hannover di quest'anno nell'ambito della principale fiera commerciale Research &Technology che si svolge dal 25 al 29 aprile.

Per creare i loro inchiostri ibridi, i ricercatori hanno rivestito nanoparticelle di metalli con sostanze organiche, polimeri conduttivi e sospesi in miscele di acqua e alcool. Queste sospensioni possono essere applicate direttamente su carta o pellicola utilizzando una penna e si asciugano senza ulteriori lavorazioni per formare circuiti elettrici.

"Negli OLED vengono utilizzati polimeri elettricamente conduttivi, Per esempio, realizzabili anche su supporti flessibili, " spiega Tobias Kraus, Responsabile del gruppo di ricerca Formazione della struttura presso INM. "La combinazione di metallo e nanoparticelle che introduciamo qui combina la flessibilità meccanica con la robustezza di un metallo e aumenta la conduttività elettrica".

Gli sviluppatori combinano i polimeri organici con nanoparticelle d'oro o d'argento. I composti organici hanno tre funzioni:"Da un lato, i composti fungono da ligandi, garantire che le nanoparticelle rimangano sospese nella miscela liquida; qualsiasi agglomerazione di particelle avrebbe un effetto negativo sul processo di stampa. Contemporaneamente, i ligandi organici assicurano che le nanoparticelle abbiano una buona disposizione durante l'essiccazione. In definitiva, i composti organici fungono da 'cerniere':se il materiale è piegato, mantengono la conduttività elettrica. In uno strato di particelle metalliche senza la guaina polimerica la conduttività elettrica andrebbe rapidamente persa quando il materiale viene piegato, " continua lo scienziato dei materiali Kraus. A causa della combinazione di entrambi i materiali, quando piegato, la conducibilità elettrica è tutto sommato maggiore che in uno strato costituito esclusivamente da polimero conduttivo o da uno strato costituito esclusivamente da nanoparticelle metalliche.

"Le nanoparticelle metalliche con ligandi sono già stampate per formare l'elettronica oggi, " spiega il chimico fisico Kraus, aggiungendo che i gusci dovevano essere per lo più rimossi da un processo di sinterizzazione perché, mentre da un lato controllano la disposizione delle nanoparticelle, d'altra parte, non sono conduttive. Ha aggiunto che questo era difficile nel caso di materiali di supporto sensibili alla temperatura come carta o film polimerici poiché questi sarebbero stati danneggiati durante il processo di sinterizzazione. Kraus riassume i risultati della sua ricerca, detto, "I nostri nuovi inchiostri ibridi sono conduttivi non appena si sono asciugati, oltre ad essere particolarmente flessibili meccanicamente e non necessitano di sinterizzazione".

INM conduce ricerca e sviluppo per creare nuovi materiali - per oggi, domani e oltre. chimici, fisici, biologi, scienziati e ingegneri dei materiali si uniscono per concentrarsi su queste domande essenziali:quali proprietà dei materiali sono nuove, come possono essere studiati e come possono essere adattati per applicazioni industriali in futuro? Quattro spinte di ricerca determinano gli attuali sviluppi di INM:Nuovi materiali per applicazioni energetiche, nuovi concetti per le superfici mediche, nuovi materiali di superficie per sistemi tribologici e nano sicurezza e nano bio. La ricerca all'INM viene svolta in tre campi:tecnologia dei nanocompositi, Materiali di interfaccia, e interfacce biologiche.