Hampurin yliopiston ja tutkimuskeskus DESY:n välinen tutkimusyhteistyö on tuottanut 3D-tulostukseen soveltuvan prosessin, jota voidaan käyttää läpinäkyvien ja mekaanisesti joustavien elektronisten piirien tuottamiseen.
Tutkijoiden toteuttama elektroniikka koostuu hopeisten nanolankojen verkosta, joka voidaan tulostaa suspensiossa ja on sulauttaa erilaisiin joustaviin ja läpinäkyviin muoveihin (polymeereihin). Tekniikka mahdollistaa muun muassa tulostettavat ledit ja aurinkokennot ja tutkijat osoittavat prosessinsa potentiaalia muun muassa joustavalla kondensaattorilla.
Käyttämällä DESY:n tutkimuslaitteita yhteistyöryhmä pystyi analysoimaan tarkasti polymeerissä olevien nanolankojen ominaisuuksia.
Yksityiskohtainen röntgensädeanalyysi osoitti, että polymeerissä olevien nanolankojen rakenne ei muutu vaan verkon johtavuus jopa paranee polymeerin tuottaman puristumisen ansiosta kun polymeeri kutistuu kovettumisprosessin aikana. Hopean nanolangat levitetään alustalle suspensiossa ja kuivataan.
”Kustannussyistä tavoitteena on saavuttaa mahdollisimman suuri johtavuus mahdollisimman pienillä nanoputkilla. Tämä lisää myös materiaalin läpinäkyvyyttä”, kertovat tutkijat DESY:n tiedotteessa.
Jo aiemmin Drexel yliopiston ja Trinity Collegen tutkijat ovat luoneet mustesuihkutulostimelle sopivaa mustetta erittäin johtavasta kaksiulotteisesta MXene-materiaalista. Tutkijoiden havainnot viittaavat siihen, että mustetta voidaan käyttää tulostamaan joustavia energian varastointikomponentteja, kuten superkondensaattoreita.
Havainnot osoittavat, että edistyksellisellä mustesuihkutulostimella tulostetut MXene-tulostetut mikrosuperkondensaattorit ovat suuruusluokkaa parempia kuin olemassa olevilla johtavilla musteilla tehdyt. Osana tutkimusta MXene-muste testattiin yksinkertaisilla piireillä, mikro-superkondensaattorilla ja tekstinä alustoilla, jotka vaihtelevat paperista muoviin ja lasiin.
Monissa nanomusteissa tarvitaan lisäainetta hiukkasten pitämiseksi yhdessä ja laadukkaan tulostuksen mahdollistamiseksi. Tällöin tarvitaan myös lisätyövaiheita tulostamisen jälkeen kyseisen lisäaineen poistamiseksi. MXene-tulostuksessa käytetään mustetta vain MXene-vedessä tai MXene-orgaanisessa liuoksessa. Tämä tarkoittaa, että se voi kuivua ilman lisätoimia.
Lisää: Nanobitti-uutinen ja tausta-artikkelit elektroniikan tulostamisesta (LINKKI) ja HH:n ja DESY:n tiedoteuutinen (LINKKI) sekä tutkijoiden tutkimusartikkeli tiedelehti Scientific Reports (LINKKI). Taustaa MXene-tulostuksesta (LINKKI) ja Drextelin yliopiston uusin MXene-tiedoteuutinen (LINKKI)
Tärkeimmät teknologiauutiset kätevästi myös uutiskirjeenä! Tilaa (LINKKI)
LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA
Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi verkosta
https://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/1_2019/