NIMS har utvecklat en arkitektonisk process med dubbla ytor som gör det möjligt att skriva ut kretsmönster i submikrometerskala genom att öka den kemiska polariteten hos förutbestämda områden på ytan, därigenom främjar selektiv vidhäftning av metalliska nanopartiklar till dessa områden. I denna process, den mönstrade polariteten uppnås genom enkla behandlingar i omgivande luft som ökar ytans vidhäftningsförmåga mot bläck i de behandlade områdena. Som ett resultat, mycket fina kretslinjer (0,6 µm i bredd) kan skrivas ut.

Tryckt elektronik – elektroniska kretsar tryckta med metalliska och halvledande bläck – har utvecklats för ett brett spektrum av tillämpningar. Dock, kretsen spårar utskrivbara med hjälp av befintlig utskriftsteknik, som bläckstråle- och screentryck, är för breda för vissa applikationer. Ny teknik som kunde skriva ut finare kretsspår måste därför utvecklas.

Detta forskarteam utvecklade nyligen en arkitektonisk process med dubbla ytor som kan användas för att skriva ut ledningsmönster i submikrometerskala genom att öka den kemiska polariteten hos förutbestämda mikroskopiska områden på en substratyta, därigenom främjar selektiv vidhäftning av metalliska nanopartiklar till dessa områden. Enkla foto- och kemiska behandlingar appliceras på substratet under denna process. Först, förvalda ytområden aktiveras av ultraviolett bestrålning. En kemisk behandling appliceras sedan på dessa områden som ökar kemisk polaritet och ytenergi endast i de UV-aktiverade ytområdena. Följaktligen, ytans vidhäftningsförmåga mot metalliskt bläck ökar exakt i de behandlade områdena. Eftersom båda behandlingarna är enkla och snabba och kan utföras i omgivande luft, användningen av den arkitektoniska processen med dubbla ytor förväntas avsevärt påskynda och minska kostnaderna för utskrivbara elektroniska tillverkningsprocesser jämfört med fotolitografi och andra konventionella tryckmetoder.

Priways Co., Ltd. och C-INK Co., Ltd. har utvecklat ett självmonteringssystem för metalliska nanopartiklar som kan användas för att skriva ut metalliska nanopartiklar med ultrahög upplösning. Systemet kommer snart att säljas tillsammans med primers speciellt utformade för att användas med det för att förbättra vidhäftningen av metallbläck till olika typer av substrat. Detta forskarteam kommer att främja utbredd användning av denna ultrahögupplösta utskriftsteknik för produktion av tryckt elektronik.

Denna forskning publicerades i onlineversionen av Små , en tysk vetenskaplig tidskrift, den 14 maj, 2021.