Ein Forscherteam unter der Leitung des japanischen National Institute for Materials Science (NIMS) hat eine neue leitfähige Tinte für den Einsatz in gedruckter Elektronik mit deutlich verbesserter Oxidationsbeständigkeit entwickelt. Nachdem die Tinte gedruckt wurde, organisiert sie sich selbst zu einem leitfähigen Muster mit einer Nanostruktur aus Kupferkern und Nickelschale. Die Forscher sagen, dass die Verwendung dieser billigeren, stabileren Tinte dazu beitragen könnte, die gedruckte Elektronik zu verbreiten.
Tinten mit Silbernanopartikeln werden derzeit am häufigsten in der gedruckten Elektronik verwendet. Diese Tinten sind jedoch teuer und lassen sich nur schlecht löten. Tinten aus Kupfernanopartikeln galten als praktikable, billigere Alternative, sind aber extrem oxidationsanfällig und daher für die gedruckte Elektronik ungeeignet. Die Entwicklung stabilerer und wirtschaftlicherer Tinten war daher erforderlich.
Die NIMS-Forscher konzentrierten sich auf Tinten, die aus Komplexen organischer Aminliganden mit einem zentralen Metallion bestehen, weil sie an der Luft stabil sind. Das Team entdeckte anschließend, dass Tinten, die eine Mischung aus verschiedenen Metallkomplexen enthalten, je nach Zusammensetzung der Tinte und anderen Bedingungen in verschiedene Arten von gedruckten Metallmustern umgewandelt werden können, einschließlich mehrschichtiger Kern-Schale-Nanostrukturen und Legierungen.
Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse entwickelte das Team eine Tinte, die aus einer Mischung von Kupfer- und Nickelkomplexen besteht, die sich selbst zu einer Nanostruktur aus Kupferkern und Nickelschale organisieren können. Da die äußere Nickelschicht oxidationsbeständig ist, ist dieses gedruckte Muster deutlich oxidationsbeständiger als Muster, die mit herkömmlichen Kupfertinten gedruckt werden.
Wie in der Fachzeitschrift ACS Applied Materials & Interfaces beschrieben, soll die neue Tinte billiger sein als derzeit erhältliche Tinten mit Silbernanopartikeln. Darüber hinaus betrug der elektrische Widerstand von leitfähigen Mustern, die mit dieser Tinte gedruckt wurden, nicht mehr als 19 μΩ-cm, was darauf hindeutet, dass die Leitfähigkeit dieser Muster mit Mustern vergleichbar ist, die mit herkömmlichen Metalltinten gedruckt wurden.
Es wird erwartet, dass die Zugabe von feinem Kupferpulver zu dieser Tinte ihre Fähigkeit zur Bildung dickerer Schichten erhöht. Das Team entwickelt diese neue Tintenformulierung derzeit in Zusammenarbeit mit den Entwicklern des Kupferpulvers: Sumitomo Metal Mining und Priways. Diese Unternehmen planen, in naher Zukunft Musterprodukte für die Tinte herauszubringen.
Weitere Informationen finden Sie unter:
https://www.electronicsonline.net.au/content/data-acquisition-management/news/oxidation-resistant-conductive-ink-for-printed-electronics-416453272 [This is automatically translated from English]