NIMS ha sviluppato un processo architettonico a doppia superficie che consente di stampare schemi circuitali su scala submicrometrica aumentando la polarità chimica di aree predeterminate sulla superficie, promuovendo così l'adesione selettiva di nanoparticelle metalliche a queste aree. In questo processo, la polarità modellata è ottenuta con semplici trattamenti in aria ambiente che aumentano l'adesività della superficie all'inchiostro nelle aree trattate. Di conseguenza, possono essere stampate linee di circuito molto sottili (0,6 µm di larghezza).

L'elettronica stampata (circuiti elettronici stampati utilizzando inchiostri metallici e semiconduttori) è stata sviluppata per un'ampia gamma di applicazioni. Però, le tracce circuitali stampabili con le tecnologie di stampa esistenti, come la stampa a getto d'inchiostro e serigrafica, sono troppo larghe per determinate applicazioni. È stato quindi necessario sviluppare nuove tecnologie in grado di stampare tracce circuitali più fini.

Questo gruppo di ricerca ha recentemente sviluppato un processo architettonico a doppia superficie che può essere utilizzato per stampare schemi di cablaggio su scala submicrometrica aumentando la polarità chimica di aree microscopiche predeterminate di una superficie del substrato, promuovendo così l'adesione selettiva di nanoparticelle metalliche a queste aree. Durante questo processo vengono applicati al substrato semplici trattamenti fotografici e chimici. Primo, le aree superficiali preselezionate vengono attivate dall'irradiazione ultravioletta. A queste aree viene quindi applicato un trattamento chimico che aumenta la polarità chimica e l'energia superficiale solo nelle aree superficiali attivate dai raggi UV. Di conseguenza, l'adesività della superficie all'inchiostro metallico aumenta proprio nelle zone trattate. Poiché entrambi i trattamenti sono semplici e veloci e possono essere eseguiti in aria ambiente, si prevede che l'uso del processo architettonico a doppia superficie accelererà e ridurrà significativamente il costo dei processi di produzione elettronica stampabili rispetto alla fotolitografia e ad altri metodi di stampa convenzionali.

Priway Co., Ltd. e C-INK Co., Ltd. ha sviluppato un sistema di autoassemblaggio di nanoparticelle metalliche che può essere utilizzato per stampare inchiostri di nanoparticelle metalliche ad altissima risoluzione. Il sistema sarà presto messo in vendita insieme a primer appositamente progettati per l'uso con esso per migliorare l'adesione degli inchiostri metallici a diversi tipi di substrati. Questo team di ricerca promuoverà l'uso diffuso di questa tecnologia di stampa ad altissima risoluzione per la produzione di elettronica stampata.

Questa ricerca è stata pubblicata nella versione online di Piccolo , una rivista scientifica tedesca, il 14 maggio 2021.