Materialforskare från University of Illinois har utvecklat ett nytt reaktivt silverfärg för att skriva ut högpresterande elektronik på allestädes närvarande, billiga material som flexibel plast, papper eller tygunderlag.

Jennifer Lewis, Hans Thurnauer -professor i materialvetenskap och teknik, och doktoranden S. Brett Walker beskrev det nya bläcket i Journal of the American Chemical Society .

"Vi är verkligen glada över den breda tillämpbarheten och utmärkta elektriska egenskaperna hos detta nya silverfärg, "sa Lewis, chef för Frederick Seitz Materials Research Laboratory vid U. av I.

Elektronik tryckt på låg kostnad, flexibla material håller löften för antenner, batterier, sensorer, solenergi, bärbara enheter och mer. De flesta ledande bläck är beroende av små metallpartiklar som hänger i bläcket. Det nya bläcket är en transparent lösning av silveracetat och ammoniak. Silvret förblir upplöst i lösningen tills det trycks, och vätskan avdunstar, som ger ledande egenskaper.

"Det torkar och reagerar snabbt, vilket gör att vi omedelbart kan sätta in silver när vi trycker, "Sa Walker.

Det reaktiva bläcket har flera fördelar jämfört med partikelbaserade bläck. Det är mycket snabbare att göra:En sats tar minuter att blanda, enligt Walker, medan partikelbaserade bläck tar flera timmar och flera steg att förbereda. Bläcket är också stabilt i flera veckor.

Det reaktiva silverfärget kan också skriva ut genom 100-nanometer munstycken, en storleksordning mindre än partikelbaserade bläck, en viktig funktion för tryckt mikroelektronik. Dessutom, bläckets låga viskositet gör den lämplig för bläckstråleskrivare, direkt bläckskrivning eller airbrush -sprutning över stora, överensstämmande områden.

"För tryckta elektronikapplikationer, du måste kunna lagra bläcket i flera månader eftersom silver är dyrt, "Walker sa." Eftersom silverpartiklar faktiskt inte bildas förrän bläcket lämnar munstycket och ammoniaken förångas, vårt bläck är stabilt under mycket långa perioder. För finskala munstycksutskrifter, det är en sällsynthet. "

Det reaktiva silverbläcket har ännu en viktig fördel:låg bearbetningstemperatur. Metallfärger behöver vanligtvis värmas för att uppnå bulkledningsförmåga genom en process som kallas glödgning. Glödgningstemperaturerna för många partikelbaserade bläck är för höga för många billiga plaster eller papper. Däremot, det reaktiva silverfärget uppvisar en elektrisk konduktivitet som närmar sig rent silver vid glödgning vid 90 grader Celsius.

"Vi fokuserar nu på att mönstra stora ytor med ledande ytor med hjälp av detta reaktiva bläck, "sa Lewis, som också är ansluten till Beckman Institute for Advanced Science and Technology, Micro and Nanotechnology Lab och avdelningen för kemisk och biomolekylär teknik vid U. av I.