Tin KHCN nước ngoài
Mực làm từ dây nano cho phép in thiết bị điện tử trên giấy (13/01/2017)
-   +   A-   A+   In  

Bằng cách cho các hạt nano kim loại nhỏ lơ lửng trong chất lỏng, các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Duke đã pha được mực dẫn điện cho máy in phun để in các mô hình mạch tùy biến, giá rẻ trên bất cứ bề mặt nào.

Các thiết bị điện tử in được sử dụng phổ biến trong các thiết bị như thẻ nhận dạng tần số vô tuyến chống trộm (RFID) ở trên mặt sau của các loại đĩa DVD mới, hiện có một nhược điểm lớn. Đó là để các mạch hoạt động, đầu tiên cần phải nung nóng chúng để làm tan chảy tất cả các hạt nano thành một dây dẫn duy nhất, nên không thể in các mạch trên nhựa hoặc giấy rẻ tiền. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Duke đã chứng minh việc tinh chỉnh hình dạng của các hạt nano trong mực loại bỏ yêu cầu này.

 

Thông qua so sánh độ dẫn của các màng được làm từ các cấu trúc nano bạc có hình dạng khác nhau, các nhà nghiên cứu đã phát hiện thấy các điện tử di chuyển qua các màng làm bằng dây nano bạc dễ dàng hơn nhiều so với các màng được làm từ hình dạng khác như các quả cầu nano hoặc các tấm nhỏ. Trên thực tế, các điện tử di chuyển dễ dàng qua các màng dây nano nên chúng có thể hoạt động trong các mạch in mà không cần làm làm tan chảy toàn bộ màng.

 

Benjamin Wiley, PGS. hóa học tại Trường Đại học Duke và là đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: "Các dây nano có độ dẫn điện cao hơn 4.000 lần so với các hạt nano bạc được sử dụng phổ biến mà bạn sẽ tìm thấy trong các ăng ten in cho thẻ RFID. Vì vậy, nếu sử dụng các dây nano, bạn không cần phải làm nóng các mạch in đến mức nhiệt cao như vậy và bạn có thể sử dụng nhựa hoặc giấy giá rẻ".

 

Các loại thiết bị điện tử in này có những ứng dụng vượt trội hơn bao bì thông minh. Các nhà nghiên cứu hy vọng công nghệ này sẽ được áp dụng để sản xuất pin mặt trời, màn hình in, đèn LED, màn hình cảm ứng, bộ khuếch đại, pin và thậm chí một số thiết bị điện tử sinh học cấy ghép. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Applied Materials and Interfaces.

 

PGS. Wiley cho rằng bạc đã trở thành vật liệu để sản xuất các thiết bị điện tử in và gần đây, một số nghiên cứu đã đo độ dẫn của các màng có các cấu trúc nano bạc với hình dạng khác nhau. Tuy nhiên, những biến đổi trong thí nghiệm gây khó khăn trong việc thực hiện so sánh trực tiếp giữa các hình dạng và một số báo cáo nghiên cứu đã xác định mối liên hệ giữa độ dẫn điện của các màng với tổng khối lượng bạc được sử dụng.

 

Ian Stewart, đồng tác giả nghiên cứu đã sử dụng các công thức nổi tiếng tạo nên cấu trúc nano bạc có hình dạng khác nhau, bao gồm các hạt nano, các tấm nhỏ và các dây nano dài, ngắn và trộn các cấu trúc nano với nước cất để tạo thành mực. Sau đó, Stewart đã phát minh ra phương thức tạo các màng mỏng một cách nhanh chóng và dễ dàng bằng các công cụ sẵn có trong phòng thí nghiệm gồm các tấm kính và băng hai mặt.

 

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy đục lỗ để cắt các lỗ từ băng hai mặt và dính lên các tấm kính. Sau khi đổ khối lượng mực cụ thể vào mỗi lỗ trên băng và làm nóng các lỗ ở mức nhiệt tương đối thấp để làm bay hơi nước hoặc ở mức nhiệt cao hơn để làm tan chảy toàn bộ cấu trúc, Stewart đã tạo ra được nhiều màng.

 

Nhóm nghiên cứu không ngạc nhiên khi thấy các màng dây nano dài có độ dẫn điện cao. Các điện tử thường di chuyển dễ dàng qua các cấu trúc nano nhưng bị mắc lại khi cần phải chuyển từ một cấu trúc sang cấu trúc tiếp theo và các dây nano dài làm giảm đáng kể số lần các điện tử phải thực hiện bước chuyển này. Nhưng, các nhà khoa học rất ngạc nhiên về mức độ thay đổi mạnh mẽ này. "Điện trở suất của các màng dây nano bạc dài thấp hơn vài bậc so với các hạt nano bạc và chỉ gấp 10 lần bạc nguyên chất", Stewart nói.

 

Nhóm nghiên cứu hiện đang thử nghiệm sử dụng vòi phun sol khí để in mực làm từ dây nano bạc trong các mạch và mong muốn tìm hiểu xem chi phí sản xuất dây nano đồng tráng bạc có rẻ hơn nhiều so với dây nano bạc nguyên chất hay không.

Nguồn: vista.gov.vn

Số lượt đọc: 2524

Về trang trước Về đầu trang