Серебряные Nanowires университета Duke могут позволить недорогие альтернативные чернила для печатной электроники
Исследователи из Университета Дьюка создали нанопроволки, которые могут помочь принести печатную электронику в повседневные устройства.
Горячая тема
Печатная электроника - это поле, которое, скорее всего, будет отвечать за следующую волну технологического прогресса. В то время как квантовые компьютеры выглядят многообещающими, и разрабатываются нанофазные транзисторы, печатная электроника не только совместима с современными технологиями, но может применяться во многих разных средах.
Например, нынешняя технология не позволяет использовать настоящую износоустойчивую электронику, поскольку сами электронные детали являются жесткими и громоздкими. Некоторые могут утверждать, что это не тот случай, когда типичным примером является часы Apple. Однако, хотя такие устройства носят, они не перемещаются и не сгибаются вместе с пользователем и не моются. Истинная износоустойчивая электроника была бы устройством, которое можно было бы склеить или заклеить в кусок материала (например, футболку), а затем носить без дискомфорта, вести себя аналогично материалу, к которому он прикреплен.
Многие пассивные компоненты уже разработаны для печати, включая провода, резисторы, конденсаторы и даже индукторы. Ученые даже работают над гибкими полупроводниками, которые могут привести к гибким процессорам и микроконтроллерам с использованием органических полимеров.
Гибкий полупроводник. Изображение кредита: (c) Природа (2016 год). DOI: 10.1038 / nature20102
Однако есть проблема с печатной электроникой. Для правильной работы электронной схемы проводники должны иметь низкие сопротивления.
В настоящее время наночастицы серебра могут быть использованы на поверхностях, которые затем нагреваются, чтобы частицы серебра соединялись и обеспечивали хороший проводящий материал. Однако этот нагрев означает, что подложка, которая удерживается на печатном материале, также должна выдерживать тепло. Поэтому наиболее распространенные дешевые упаковочные материалы, такие как тонкий пластик и бумага, не подходят для использования.
Это означает, что большинство предметов в магазинах не могут иметь дешевые печатные RFID-метки и вместо этого должны использовать более дорогие, липкие готовые теги.
Серебряная нано-подкладка
Говорят, каждое облако имеет серебряную подкладку. Ну, команда Исследователей из Университета Дьюка имеет решение для нанопроволоки, которое может позволить дешевым материалам использовать печатную электронику. Идея заключается в использовании серебряных нанопроволок вместо серебряных наночастиц. Затем они могут использовать температуру отверждения 70 ° C (температура, которую могут обрабатывать большинство упаковочных материалов).
Типы наночастиц и проволоки. Изображение кредита: Ян Стюарт
Бенджамин Вили, помощник профессора химии в Duke, отмечает, что нанопроволоки имеют значительно более высокую электропроводность, чем типичные печатные антенны для RFID-меток, которые используют серебряные наночастицы - примерно в 4000 раз выше.
То, что делает серебряные нанопроволки особенными, - это их длина и тот факт, что они содержат меньше границ для столкновений электронов. Хлопья и частицы обычно имеют округлую форму, и это приводит к тому, что электроны «натыкаются» на многие границы зерен (которые имеют гораздо более высокое сопротивление, чем серебро). Наноуловители, будучи намного длиннее, приводят к меньшему количеству границ, которые позволяют электронам перемещаться на большее расстояние, прежде чем столкнуться с сопротивлением от границы.
Прочитайте больше
- Один шаг ближе к гибкой гибкой электронике
- Может ли одноразовая печатная электроника стать будущей упаковкой »// www.allaboutcircuits.com/news/breakthrough-nanoimprint-lithography-revolutionize-flexible-semiconductors/« target = "_ blank"> Прорыв в литографии нанометров мог бы революционировать гибкие полупроводники
Резюме
Печатная электронная промышленность по-прежнему находится в зачаточном состоянии с нишевыми приложениями, но имеет огромный потенциал для изменения внешнего вида электроники. Печатная электроника позволяет создавать прототипы целых электронных схем и конструкций в часах без необходимости создания схемы печатной платы или популяции. И если компонентный принтер может быть снабжен серебряными чернилами из нанопроволок, бытовая бумага может подаваться в качестве среды подложки, в результате чего на листе бумаги заполняются полностью заполненные контуры.
Узнайте больше об исследованиях в прикладных материалах и интерфейсах ACS.