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NANOCABLE "TINTAS" ENABLE EN PAPEL IMPRIMIBLE ELECTRÓNICA

Mediante la suspensión de diminutas nanopartículas de metales en líquidos, los científicos de la Universidad de Duke están colando impresora de chorro de tinta conductora "tintas" para imprimir patrones de circuito económico, personalizable en casi cualquier superficie.

Electrónica impresa, que están ya siendo usado en una amplia gama de dispositivos tales como el antirrobo radio frecuencia identificación (RFID) clave te puede encontrar en la parte posterior de nuevos DVDs, actualmente tiene una gran desventaja: para que los circuitos de trabajo, primero tienen que ser calentados para las nanopartículas se funden en un solo alambre conductor, haciendo imposible imprimir circuitos en papel o plástico barato.

Un nuevo estudio realizado por investigadores de Duke demuestra que afinando la forma de las nanopartículas en la tinta sólo podría eliminar la necesidad de calor.

Al comparar la conductividad de las películas de diferentes formas de nanoestructuras de plata, los investigadores encontraron que los electrones zip a través del cine hecho de nanocables de plata mucho más fácil que las películas de otras formas, como nanoesferas o microflakes. De hecho, electrones fluyeron tan fácilmente a través de las películas de nanocable que podría funcionar en circuitos impresos sin necesidad de fundirlos todos juntos.

"Los nanocables de un 4.000 veces mayor conductividad que el más comúnmente había utilizado nanopartículas de plata que usted encontraría en antenas impresas para etiquetas RFID," dijo Benjamin Wiley, profesor asistente de química en el duque. "Así que si utiliza nanohilos, entonces no tienes que calentar los circuitos impresos hasta tal temperatura alta y puede utilizar papel o plásticos más baratos".

"No hay nada más que puedo pensar además estos nanohilos de plata que sólo puede imprimir y es simplemente conductor, sin ningún procesamiento posterior", agregó Wiley.

Estos tipos de electrónica impresa podrían tener aplicaciones más allá de envases inteligentes; los investigadores prevén usando la tecnología para hacer células solares, impreso muestra, LEDS, pantallas táctiles, amplificadores, baterías e incluso algunos dispositivos bio-electrónicos implantables. Los resultados aparecieron en línea el 16 de diciembre en ACS aplicado materiales e Interfaces.

Plata se ha convertido en un ir a material para la fabricación de electrónica impresa, dijo Wiley, y un número de estudios ha aparecido recientemente medición de la conductividad de las películas con diferentes formas de nanoestructuras de plata. Sin embargo, variaciones experimentales realizar comparaciones directas entre las formas difíciles, y algunos informes han vinculado la conductividad de las películas a la masa total de plata utilizada, un factor importante cuando se trabaja con un material costoso.

"Queríamos eliminar cualquier material extra de las tintas y simplemente piedra de afilar en la cantidad de plata en las películas y los contactos entre las nanoestructuras como la única fuente de variabilidad," dijo Ian Stewart, un egresado reciente en laboratorio y primer autor del artículo de ACS de Wiley.

Stewart utiliza conocidas recetas para cocinar plata nanoestructuras con diversas formas, incluyendo nanopartículas, microflakes y nanohilos de corto y largo y mezclado estas nanoestructuras con agua destilada para hacer simple "tintas". Entonces inventó una forma rápida y fácil para hacer películas delgadas con equipos disponibles en casi cualquier laboratorio: portaobjetos de vidrio y cinta de doble cara.

"Utiliza una perforadora para cortar pozos de cinta de doble cara y pegado a portaobjetos de vidrio", dijo Stewart. Adición de un volumen preciso de la tinta en cada cinta "bien" y entonces los pozos--ya sea a temperatura relativamente baja simplemente se evapore el agua o a temperaturas más altas para comenzar a fundir las estructuras juntos--creó una variedad de películas para probar.

El equipo dice que no sorprende que las películas de nanocable largo tenían la conductividad más alta. Generalmente electrones fluyen fácilmente a través de nanoestructuras individuales pero se atascan cuando tienen que saltar de una estructura a otra, explica Wiley, y nanocables largos reducen considerablemente el número de veces que los electrones tienen que hacer este "salto".

Pero se sorprenderá de cuán drástico fue el cambio. "La resistencia de las películas de largo plata nanocable es varios órdenes de magnitud más bajas que las nanopartículas de plata y sólo 10 veces mayores que la plata pura", dijo Stewart.



El equipo ahora está experimentando con el uso de chorros de aerosol para imprimir tintas plata nanocable en circuitos utilizables. Wiley afirma también quieren explorar si nanohilos cobre recubierto de plata, que son significativamente más baratas producir que nanocables de plata pura, dará el mismo efecto.

Esta investigación fue apoyada por la financiación de la National Science Foundation (ECCS-1344745 y DMR-1253534) y una beca GAANN a través del Departamento de química de duque.


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