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NANOFILO "INCHIOSTRI" ENABLE CARTACEO STAMPABILE ELETTRONICA

Sospendendo il minuscole nanoparticelle metalliche in liquidi, gli scienziati della Duke University sono birra stampante getto d'inchiostro conduttivo "inchiostri" per stampare modelli circuito economico, personalizzabile su qualsiasi superficie.

Elettronica stampata, che sono già in uso su vasta scala in dispositivi come l'identificazione di antifurto radio frequenza (RFID) Tag si potrebbe trovare sul retro del nuovo DVD, hanno attualmente un grave inconveniente: per far funzionare i circuiti, hanno prima di essere riscaldate per tutte le nanoparticelle si fondono in un unico filo conduttore, rendendo impossibile per circuiti di stampa su carta o di plastica poco costoso.

Un nuovo studio dai ricercatori della Duke dimostra che modificando la forma delle nanoparticelle nell'inchiostro appena potrebbe eliminare la necessità di calore.

Confrontando la conducibilità dei film realizzati da diverse forme di argento nanostrutture, i ricercatori hanno trovato che gli elettroni zip tramite film a base di argento nanofili molto più facile di film realizzati da altre forme, come nanosfere o microflakes. Infatti, gli elettroni scorrevano così facilmente attraverso i film di nanowire che essi potrebbero funzionare in circuiti stampati senza la necessità di fonderli tutti insieme.

"I nanofili avevano un 4.000 volte più alta conducibilità che il più comunemente usato nanoparticelle d'argento che si troverebbero in antenne stampate per tag RFID," ha detto Benjamin Wiley, assistente professore di chimica alla Duke. "Quindi se si utilizzano nanofili, quindi non è necessario riscaldare i circuiti stampati fino a tale temperatura elevata ed è possibile utilizzare più conveniente plastica o carta."

"Non c'è davvero nient'altro che posso pensare oltre questi nanofili d'argento che è possibile solo stampare ed è semplicemente conduttivo, senza alcuna post-elaborazione," ha aggiunto Wiley.

Questi tipi di elettronica stampata potrebbero avere applicazioni molto di là di imballaggio intelligente; i ricercatori prevedono utilizzando la tecnologia per rendere le celle solari, stampate Visualizza, LED, touchscreen, amplificatori, batterie e anche alcuni dispositivi impiantabili bio-elettroniche. I risultati sono comparso online 16 dicembre in ACS Applied Materials e interfacce.

Argento è diventato un materiale di riferimento per la fabbricazione elettronica stampata, Wiley ha detto, e una serie di studi apparsi di recente misura della conducibilità delle pellicole con diverse forme di nanostrutture d'argento. Tuttavia, variazioni sperimentali fare confronti diretti tra le forme difficili e pochi rapporti hanno collegato la conducibilità dei film alla massa totale di argento usato, un fattore importante quando si lavora con un materiale costoso.

"Abbiamo voluto eliminare qualsiasi materiale supplementare dagli inchiostri e semplicemente hone sulla quantità di argento nei film e i contatti tra le nanostrutture come l'unica fonte di variabilità," ha detto Ian Stewart, uno studente laureato recente nel laboratorio di Wiley e primo autore sulla carta ACS.

Stewart usato ricette conosciute per cucinare argento nanostrutture con diverse forme, tra cui le nanoparticelle, microflakes e nanofili di breve e lungo e mescolato queste nanostrutture con acqua distillata per rendere semplici "inchiostri". Poi ha inventato un modo semplice e veloce per fare film sottili utilizzando attrezzature disponibili in quasi ogni laboratorio - vetrini e nastro biadesivo.

"Abbiamo usato un punzone buco per tagliare fuori pozzi da nastro biadesivo e bloccato questi per vetrini," ha detto Stewart. Aggiungendo un volume preciso di inchiostro in ogni nastro "bene" e poi di riscaldamento i pozzi..--oppure a temperatura relativamente bassa per semplicemente evaporare l'acqua a temperature più elevate per iniziare le strutture di fusione insieme..--ha creato una serie di film per testare.

Il team di dire che non erano sorpresi che le pellicole di lunghi nanowire avevano la più alta conducibilità. Gli elettroni solitamente facilmente il flusso attraverso nanostrutture individuali ma si blocca quando devono saltare da un'unica struttura per il prossimo, Wiley ha spiegato, e lunghe nanofili di ridurre notevolmente il numero di volte che gli elettroni hanno a fare questo "salto".

Ma sono stati sorpresi di quanto drastico il cambiamento è stato. "La resistività dei film lungo argento nanofilo è diversi ordini di grandezza inferiori a nanoparticelle di argento e solo 10 volte maggiori di argento puro," ha detto Stewart.



Il team sta ora sperimentando con utilizzando getti di aerosol per stampare inchiostri argento nanowire in circuiti utilizzabile. Wiley dice anche che vogliono esplorare se nanofili rame argentati, che sono significativamente più economico da produrre rispetto nanofili d'argento puro, darà lo stesso effetto.

Questa ricerca è stata sostenuta da finanziamenti della National Science Foundation (ECCS-1344745 e DMR-1253534) e una borsa di studio di GAANN attraverso il dipartimento di chimica di Duke.


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