(PhysOrg.com) - Casi todos los dispositivos electrónicos contienen placas de circuito impreso, que están modelados con un intrincado diseño de cobre que guía la electricidad para hacer que los dispositivos sean funcionales. En un nuevo estudio, Los investigadores han tomado medidas para fabricar placas de circuitos con una impresora de inyección de tinta. Han sintetizado nanopartículas de estaño (Sn) y luego las han agregado a la tinta para aumentar su conductividad. lo que lleva a una forma mejorada de imprimir placas de circuito.

Los investigadores, de KAIST y el Instituto de Maquinaria y Materiales de Corea, ambos en Daejoen, Corea del Sur, han publicado su estudio sobre el uso de nanopartículas de estaño en tinta altamente conductora en un número reciente de Nanotecnología .

En la actualidad, la mayoría de las placas de circuito se imprimen utilizando métodos de varios pasos, como la deposición al vacío convencional y el modelado fotolitográfico. Sin embargo, Estos métodos tienen desventajas ya que requieren una alta temperatura de procesamiento, implican residuos tóxicos, y son caras. La fabricación de placas de circuito con impresión de inyección de tinta supera estas limitaciones, y en comparación con los otros métodos es rápido, sencillo, y económico. La impresión por inyección de tinta se puede utilizar para una variedad de dispositivos, como etiquetas RFID, LEDs, células solares orgánicas, transistores orgánicos de película fina, y dispositivos biomédicos.

Recientemente, varios estudios han investigado diferentes materiales, como polímeros, nanotubos de carbon, y nanopartículas metálicas, que podría usarse para la tinta conductora. Aunque los polímeros y los nanotubos de carbono tienen ventajas para imprimir en pantallas flexibles, su conductividad es demasiado baja para que se utilicen para materiales de tinta conductora. Las nanopartículas metálicas tienen una conductividad más alta, y por tanto son más adecuados para materiales de tinta conductora.

“El mayor significado de nuestro trabajo es que es el primer intento de imprimir patrones conductores con la tinta conductora que contiene Sn, ", Dijo el coautor Yun Hwan Jo de KAIST. PhysOrg.com . “Varios artículos informaron sobre la síntesis de nanopartículas de Sn para materiales de interconexión. Sin embargo, no se observó una depresión obvia de la temperatura de fusión debido al tamaño relativamente grande y la baja uniformidad de las nanopartículas de Sn. Además, no ha habido ningún informe sobre la fabricación de tinta conductora con nanopartículas de Sn ".

En su estudio, Jo y sus coautores sintetizaron una gran cantidad de nanopartículas de estaño de tamaño uniforme. Como explicaron, sintetizar nanopartículas de estaño que tienen un tamaño muy pequeño es importante porque conduce a una temperatura de fusión más baja en comparación con la del estaño a granel. Por ejemplo, mientras que el estaño a granel se funde a 232 ° C, nanopartículas de estaño con un diámetro de 11,3 nm se funden a 177 ° C. Una temperatura de fusión más baja es beneficiosa porque significa un menor consumo de energía, menos deformación del sustrato, y menos problemas de estrés térmico. Los investigadores también aplicaron tratamientos superficiales a la tinta conductora para disminuir la resistencia en un factor de 20.

"Dos factores, costo y baja temperatura, son las ventajas de la tinta conductora que contiene Sn, —Dijo Jo. "Ag, Las nanopartículas de Cu y Au se utilizan ampliamente para fabricar tinta conductora. Sin embargo, Au y Ag son caros. Y la temperatura de fusión de Ag, Las nanopartículas de Cu y Au son más altas que las de las nanopartículas de Sn (177,3 ° C, este experimento) ".

Al agregar las nanopartículas de estaño a una solución de tinta, los investigadores imprimieron patrones de tinta altamente conductora desde una impresora de inyección de tinta. Como primera demostración de la impresión por inyección de tinta con nanopartículas de estaño, Los resultados muestran que la nueva técnica parece prometedora para imprimir varios dispositivos electrónicos que requieren patrones conductores.

“Estamos en estudio para fabricar líneas conductoras con tinta conductora Sn mediante impresión de inyección de tinta para dispositivos OLED flexibles, —Dijo Jo. "Estamos optimizando las condiciones de inyección para dibujar patrones complicados utilizando tinta conductora Sn".

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