Los científicos investigadores del INM han combinado los beneficios de los materiales electrónicos orgánicos e inorgánicos en un nuevo tipo de tintas híbridas. Esto permite que los circuitos electrónicos se apliquen al papel directamente desde un bolígrafo, por ejemplo.

Se imprimirá la electrónica del futuro. Los circuitos flexibles se pueden producir de forma económica en papel de aluminio o papel utilizando procesos de impresión y permiten diseños futuristas con diodos curvos o elementos de entrada. Esto requiere materiales electrónicos imprimibles que puedan imprimirse y retengan un alto nivel de conductividad durante el uso a pesar de sus superficies curvas. Algunos materiales probados incluyen orgánicos, polímeros conductores y nanopartículas de óxidos conductores (TCO). Los científicos investigadores del INM - Leibniz-Institute for New Materials ahora han combinado los beneficios de los materiales electrónicos orgánicos e inorgánicos en un nuevo tipo de tintas híbridas. Esto permite que los circuitos electrónicos se apliquen al papel directamente desde un bolígrafo, por ejemplo.

Los desarrolladores demostrarán sus resultados y las posibilidades que ofrecen en el stand B46 del pabellón 2 de la Feria de Hannover de este año como parte de la feria líder Research &Technology que se celebra del 25 al 29 de abril.

Para crear sus tintas híbridas, los científicos de investigación recubrieron nanopartículas hechas de metales con sustancias orgánicas, polímeros conductores y los suspendió en mezclas de agua y alcohol. Estas suspensiones se pueden aplicar directamente sobre papel o papel de aluminio con un bolígrafo y se secan sin ningún procesamiento adicional para formar circuitos eléctricos.

"Los polímeros conductores de electricidad se utilizan en OLED, por ejemplo, que también se puede fabricar sobre sustratos flexibles, "explica Tobias Kraus, Responsable del grupo de investigación de Formación de Estructuras del INM. “La combinación de metal y nanopartículas que aquí introducimos combina la flexibilidad mecánica con la robustez de un metal y aumenta la conductividad eléctrica”.

Los desarrolladores combinan los polímeros orgánicos con nanopartículas de oro o plata. Los compuestos orgánicos tienen tres funciones:"Por un lado, los compuestos sirven como ligandos, asegurarse de que las nanopartículas permanezcan suspendidas en la mezcla líquida; cualquier aglomeración de partículas tendría un efecto negativo en el proceso de impresión. Simultaneamente, los ligandos orgánicos aseguran que las nanopartículas tengan una buena disposición durante el secado. Por último, los compuestos orgánicos actúan como 'bisagras':si el material está doblado, mantienen la conductividad eléctrica. En una capa de partículas metálicas sin la cubierta de polímero, la conductividad eléctrica se perdería rápidamente cuando el material se dobla. "continúa el científico de materiales Kraus. Debido a la combinación de ambos materiales, cuando se dobla, la conductividad eléctrica es mayor en general que en una capa que está hecha puramente de polímero conductor o una capa hecha puramente de nanopartículas metálicas.

"Las nanopartículas de metal con ligandos ya están impresas para formar componentes electrónicos hoy en día, "explica el químico físico Kraus, agregando que las cáscaras en su mayoría tuvieron que ser removidas por un proceso de sinterización porque, mientras que por un lado controlan la disposición de las nanopartículas, por otra parte, no son conductores. Agregó que esto era difícil en el caso de materiales portadores que son sensibles a la temperatura, como el papel o las películas de polímero, ya que se dañarían durante el proceso de sinterización. Kraus resume los resultados de su investigación, diciendo, Nuestras nuevas tintas híbridas son conductoras en cuanto se secan, además de ser especialmente flexibles mecánicamente y no requieren sinterización ”.

INM lleva a cabo investigación y desarrollo para crear nuevos materiales; por hoy, mañana y más allá. Farmacia, físicos, biólogos, Los científicos e ingenieros de materiales se unen para centrarse en estas preguntas esenciales:qué propiedades de los materiales son nuevas, ¿Cómo se pueden investigar y cómo se pueden adaptar para aplicaciones industriales en el futuro? Cuatro líneas de investigación determinan los desarrollos actuales en el INM:Nuevos materiales para aplicaciones energéticas, nuevos conceptos para superficies médicas, nuevos materiales superficiales para sistemas tribológicos y nano seguridad y nano bio. La investigación en el INM se realiza en tres campos:Tecnología de nanocompuestos, Materiales de interfaz, y Bio Interfaces.