Zespół badawczy z North Carolina State University z powodzeniem opracował nową technologię, która umożliwia drukowanie ultracienkich, przezroczystych i wysoce przewodzących warstw tlenków metali w temperaturze pokojowej. Ma to potencjał do wprowadzenia bardziej wydajnych i różnorodnych metod produkcji w elektronice, obejmujących zastosowania takie jak ekrany dotykowe smartfonów, wyświetlacze komputerowe oraz komponenty elektroniczne odporne na wysokie temperatury.
Spis treści:
Technologia Ciekłego Metalu i Menisku: Mechanizm Druku niczym Ślimak
Tradycyjna produkcja cienkich warstw tlenków metali wymaga wysokich temperatur, jest czasochłonna i kosztowna, a prędkość druku jest niska. Nowa technologia opiera się na wykorzystaniu ciekłego metalu, z którego naturalnie tworzy się warstwa tlenku metalu w kontakcie z powietrzem. Druk odbywa się poprzez ściśnięcie ciekłego metalu między dwoma szklanymi płytkami i wykorzystanie menisku (krzywizny powierzchni cieczy) powstałego w wyniku napięcia powierzchniowego.
Ten menisk pokryty jest warstwą tlenku metalu, niczym cienka guma otaczająca balon z wodą. Gdy menisk przesuwa się po powierzchni podłoża, warstwy tlenku z przodu i z tyłu są równomiernie przenoszone na powierzchnię, pozostawiając ultracienką warstwę tlenku metalu o grubości zaledwie około 4 nanometrów, niczym śluz pozostawiony przez pełzającego ślimaka. Co więcej, menisk nieustannie generuje nową warstwę tlenku podczas drukowania, co pozwala na ciągłe prowadzenie procesu.
Doskonała Wydajność: Przejrzystość, Przewodność, Odporność na Ciepło i Elastyczność
Mimo ekstremalnie małej grubości, warstwa zachowuje przewodność i przezroczystość metalu. Zespół badawczy wskazuje, że warstwa utrzymuje stabilną przewodność nawet w wysokich temperaturach. Eksperymenty wykazały, że warstwa o grubości 4 nanometrów może wytrzymać temperaturę do 600°C, a jeśli grubość zostanie zwiększona do 12 nanometrów, wytrzymałość wzrasta do co najmniej 800°C.
Ponadto, naukowcy z powodzeniem wydrukowali te tlenki metali na elastycznych podłożach polimerowych, tworząc elastyczne płytki obwodów. Nawet po 40 000 cyklach zginania, płytki te zachowały swoją przewodność i integralność strukturalną.
Struktura Dwuwarsstwowa i Zastosowanie Złota: Zwiększenie Stabilności
Te cienkie warstwy tlenków metali posiadają unikalną strukturę dwuwarstwową, z centralnym obszarem zawierającym bardzo mało tlenu, co nadaje mu bardziej metaliczny charakter i doskonałe właściwości przewodzące. Naukowcy odkryli również, że wprowadzenie niewielkich ilości złota do warstwy dodatkowo zapobiega utlenianiu się jej centralnego obszaru, co pozwala na długotrwałe utrzymanie przewodności. To przełamuje typową trudność łączenia złota z tlenkami.
Różnorodne Zastosowania i Potencjalna Przyszłość
Technologia ta może być stosowana nie tylko do różnych ciekłych metali i stopów, ale także pozwala na dostosowanie składu warstwy do różnych potrzeb funkcjonalnych, oferując wysoką elastyczność. Badacze z powodzeniem przenieśli warstwę na nietypowe podłoża, takie jak liście, demonstrując przyszły potencjał zastosowania w urządzeniach przenośnych lub niestandardowych.
Michael Dickey, profesor z North Carolina State University i współautor korespondencyjny badania, stwierdził: „Zastrzegamy prawa własności intelektualnej do tej technologii i mamy nadzieję na współpracę z partnerami przemysłowymi w celu zbadania jej komercjalizacji i możliwych zastosowań”.
Badanie zostało oficjalnie opublikowane w czasopiśmie „Science”.
Odniesienia do literatury
- Naukowcy opracowują nową technologię drukowania tlenkiem metalu, otwierając nowy rozdział w produkcji podzespołów elektronicznych
- New Metal Oxide Printing Technique Paves the Way for Transparent, Flexible Electronics
- “Drukowanie ultracienkich, przezroczystych i elastycznych płytek drukowanych w naturalnym środowisku tlenkowym”，autor：Minsik Kong、Man Hou Vong、Mingyu Kwak、Ighyun Lim、Younghyun Lee、Seong-Un Lee、Insang You、Omar Awartani、Jimin Kwon、Tae Joo Shin、Unyong Jeong 和 Michael D. DOI: 10.1126/science.adp3299
(Źródło zdjęcia: North Carolina State University-Minsik Kong)
W zakresie szlifowania oferujemy indywidualne dostosowanie. Możemy modyfikować proporcje zgodnie z Twoimi potrzebami, aby osiągnąć najwyższą wydajność.
Zapraszamy do kontaktu, nasi specjaliści odpowiedzą na Twoje pytania.
Jeśli potrzebujesz wyceny, skontaktuj się z nami.
Godziny obsługi klienta: poniedziałek – piątek 09:00-18:00
Numer kontaktowy：07 223 1058
Jeśli masz jakieś pytania, zapraszamy do wysłania wiadomości prywatnej na Facebooku!
Nasza strona na FB：https://www.facebook.com/honwaygroup
Być może zainteresują cię inne artykuły…
[wpb-random-posts]
