Japanska forskare har utvecklat en teknik för att omvandla ett kopparbaserat ämne till ett material som efterliknar egenskaper hos ädla och dyrbara metaller som guld och silver. Det nya mediet, tillverkad av koppar-nanopartiklar (mycket små kopparbaserade strukturer) har lovande tillämpningar vid tillverkning av elektroniska enheter som annars skulle vara beroende av dyra guld- och silvermotstycken. Det är också lämpligt för tillverkning av elektroniska komponenter med utskriftsteknik som erkänns som miljövänliga produktionsmetoder. Studien publicerades den 29 januari i Vetenskapliga rapporter .

Utvecklingen av Internet of Things (IoT) har snabbt ökat efterfrågan på tunna och bärbara elektroniska enheter. Till exempel, IoT beror på kommunikation mellan enheter, som kräver antenner som hittills har krävt dyra guld- och silverbaserade metallkompositer.

Hittills, befintliga tekniker för framställning av koppar -nanopartiklar har inte varit idealiska eftersom de resulterade i föroreningar som fästes vid materialet. Eftersom dessa föroreningar bara kunde avlägsnas via extremt höga temperaturer, kopparnanopartiklar som skapades vid rumstemperatur var orena och kunde därför inte stelna till användbara delar. Tills nu, detta har varit ett av hindren för att skapa ett mer kostnadseffektivt alternativ till guld- och silverdelar i elektroniska enheter.

Den gemensamma studien mellan forskare vid Tohoku University och Mitsui Mining &Smelting Co., Ltd i Tokyo rapporterar den framgångsrika syntesen av koppar -nanopartiklar med förmågan att stelna vid mycket lägre temperaturer medan de förblir rena. Teamet har ändrat strukturen hos kopparnanopartiklarna och gjort dem mer stabila så att de inte bryts ned vid låga temperaturer.

"Koppar har varit ett attraktivt alternativt material vid framställning av elektriska kretsar. Den viktigaste delen av att använda koppar är att ändra det så att det stelnar vid låga temperaturer. Hittills har det har varit svårt eftersom koppar lätt interagerar med fukt i luften och försämras, som förvandlas till instabila nanopartiklar. Med de metoder som används i denna studie som ändrar kolets struktur och därigenom gör det mer stabilt, vi har framgångsrikt övervunnit detta instabilitetsproblem, "tillägger Kiyoshi Kanie, Ph.D., docent vid Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials vid Tohoku University.

Forskarna hoppas kunna utöka tillämpningen av sina kopparbaserade nanopartiklar utöver bara elektronik. De tror att detta material kommer att vara användbart även inom andra sektorer. "Vår metod skapade effektivt koppar-nanopartikelbaserade material som kan användas i olika typer av flexibla och bärbara enheter på begäran som enkelt kan tillverkas via tryckprocesser till en mycket låg kostnad, "Tillägger Kanie.