Små partikelfri sølvblæktryk, højtydende elektronik

Materialeforskere fra University of Illinois har udviklet en ny reaktiv sølvblæk til udskrivning af højtydende elektronik på allestedsnærværende, billige materialer såsom fleksibel plast, papir- eller stofunderlag.

Jennifer Lewis, Hans Thurnauer professor i materialevidenskab og teknik, og kandidatstuderende S. Brett Walker beskrev det nye blæk i Journal of the American Chemical Society .

"Vi er virkelig begejstrede for den brede anvendelighed og fremragende elektriske egenskaber af dette nye sølvblæk, " sagde Lewis, direktøren for Frederick Seitz Materials Research Laboratory ved U. of I.

Elektronik trykt til lav pris, fleksible materialer lover for antenner, batterier, sensorer, solenergi, bærbare enheder og mere. De fleste ledende blæk er afhængige af små metalpartikler suspenderet i blækket. Det nye blæk er en gennemsigtig opløsning af sølvacetat og ammoniak. Sølvet forbliver opløst i opløsningen, indtil det er trykt, og væsken fordamper, giver ledende egenskaber.

"Det tørrer og reagerer hurtigt, som giver os mulighed for straks at deponere sølv, mens vi trykker, " sagde Walker.

Det reaktive blæk har flere fordele i forhold til partikelbaseret blæk. Det er meget hurtigere at lave:En batch tager minutter at blande, ifølge Walker, hvorimod partikelbaseret blæk tager flere timer og flere trin at forberede. Blækket er også stabilt i flere uger.

Det reaktive sølvblæk kan også udskrive gennem 100 nanometer dyser, en størrelsesorden mindre end partikelbaseret blæk, en vigtig egenskab for trykt mikroelektronik. I øvrigt, blækkets lave viskositet gør det velegnet til inkjet print, direkte blækskrivning eller airbrush-sprøjtning over store, konforme områder.

"For trykte elektronikapplikationer, du skal kunne opbevare blækket i flere måneder, fordi sølv er dyrt, " sagde Walker. "Da sølvpartikler faktisk ikke dannes, før blækket kommer ud af dysen, og ammoniakken fordamper, vores blæk forbliver stabilt i meget lange perioder. Til finskala dyseudskrivning, det er en sjældenhed."

Det reaktive sølvblæk har endnu en vigtig fordel:en lav forarbejdningstemperatur. Metallisk blæk skal typisk opvarmes for at opnå bulkledningsevne gennem en proces kaldet udglødning. Udglødningstemperaturerne for mange partikelbaserede blæk er for høje til mange billige plast- eller papirtyper. Derimod det reaktive sølvblæk udviser en elektrisk ledningsevne, der nærmer sig den for rent sølv ved udglødning ved 90 grader Celsius.

"Vi er nu fokuseret på at mønstre transparente ledende overflader med stort område ved hjælp af denne reaktive blæk, " sagde Lewis, som også er tilknyttet Beckman Institute for Advanced Science and Technology, Micro and Nanotechnology Lab og afdelingen for kemi- og biomolekylær ingeniørvidenskab ved U. of I.