Новые наночастицы из биметаллического сплава - ключ к производству недорогой и надежной печатной электроники - «Наука и технологии»

Технологии печатной электроники позволят в будущем производить недорогие электронные устройства на гибких основаниях или на поверхностях любой сложной формы, что существенно расширит круг их областей применения. Вероятно, что в будущем при помощи специальных трехмерных принтеров можно будет изготавливать даже такие сложные самодельные изделия, как смартфоны и умные часы. Однако, дальнейшее развитие печатной электроники в настоящее время ограничивается высокой стоимостью, низкой надежностью и малой долговечностью электронных цепей, напечатанных при помощи чернил, основу которых составляют, в большинстве случаев, серебряные наночастицы. А недавно исследователи из Технологического университета Тойохаси совместно с исследователями из университета Дюка разработали новый метод производства наночастиц из недорогого биметаллического медного сплава, которые обладают высокой стойкостью к окислению и идеально подходят для их использования в печатной электронике.

Наночастицы производятся путем технологии "взрыва нанопроводников", который происходит при резком нагреве тонкого провода под воздействием электрического тока. Естественно, эти нанопроводники изготавливаются из соответствующего сплава, а управление формой и другими параметрами импульсов электрического тока позволяет получить наночастицы различных размеров и с различной внутренней структурой. Взрыв проводников производится в воде с некоторым количеством растворенного в ней восстановительного вещества, а сам процесс производства не наносит никакого вреда окружающей среде.

"Мы достаточно долго работали над разработкой "взрывного" метода производства наночастиц. И в результате нам удалось подобрать необходимые технологические параметры таким образом, что полученные наночастицы имеют высокую стойкость по отношению к окислению их поверхности и низкое электрическое сопротивление" - рассказывает Го Кавамура (Go Kawamura), - "Конечный продукт, наночастицы, которые можно использовать в токопроводящих чернилах, весьма недорог из-за простоты процесса их производства и отсутствия необходимости использования дополнительных мер по охране окружающей среды".

Новые наночастицы, состоящие из сплава на основе меди с добавками олова, серебра и никеля имеют электрическую проводимость, сопоставимую с проводимостью чистой меди. Но в отличие от чистой меди, поверхность наночастиц полностью сохранила свои электропроводящие качества после пребывания в течение 24 часов при температуре 85 градусов Цельсия в условиях 85-процентной влажности.

В ближайшем времени исследователи планируют испытать новые сплавы для производства наночастиц, которые обретут еще большую электропроводность и устойчивость к окислению. А параллельная модернизация процесса их "взрывного" производства позволит реализовать массовое производство таких наночастиц, которые станут основой высококачественных токопроводящих чернил для печати электронных устройств.