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NANOWIRE "स्याही" सक्षम पेपर-आधारित मुद्रण योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स

छोटे धातु नैनोकणों में तरल पदार्थ द्वारा निलंबित, ड्यूक विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने सस्ती, अनुकूलन योग्य सर्किट पैटर्न बस के बारे में किसी भी सतह पर मुद्रित करने के लिए प्रवाहकीय इंक-जेट प्रिंटर "स्याही" ऊपर चल रहे हैं।

मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स, आप एंटी-थेफ़्ट रेडियो फ्रीक्वेंसी पहचान (आरएफआईडी) टैग जैसे उपकरणों में व्यापक पैमाने पर इस्तेमाल किया जा रहा नए डीवीडी, की पीठ पर मिल सकता है जो कर रहे हैं पहले से ही वर्तमान में एक प्रमुख दोष यह है: सर्किट के लिए काम करने के लिए, वे सबसे पहले यह सर्किट सस्ती प्लास्टिक या कागज पर मुद्रित करने के लिए असंभव बना एक एकल प्रवाहकीय तार में एक साथ सभी नैनोकणों पिघला करने के लिए गर्म किया जा करने के लिए है।

स्याही में नैनोकणों के आकार tweaking सिर्फ गर्मी के लिए की जरूरत को खत्म हो सकता है कि ड्यूक शोधकर्ताओं ने एक नए अध्ययन से पता चलता है।

चालकता चांदी nanostructures की विभिन्न आकृतियों से बनाया फिल्मों की तुलना करके, शोधकर्ताओं ने पाया है कि इलेक्ट्रॉनों के रजत nanowires nanospheres या microflakes की तरह, अन्य आकृतियों से बनाया फिल्मों से बहुत आसान बनाया फिल्मों के माध्यम से ज़िप। वास्तव में, इलेक्ट्रॉनों इतनी आसानी से वे उन सब को एक साथ पिघला करने के लिए की आवश्यकता के बिना मुद्रित सर्किट में कार्य कर सकते थे कि nanowire फिल्मों के माध्यम से बह।

बेंजामिन Wiley, ड्यूक में रसायन शास्त्र के सहायक प्रोफेसर "nanowires एक 4000 बार उच्च चालकता अधिक से अधिक चांदी नैनोकणों कि आप मुद्रित एंटेना आरएफआईडी टैग, के लिए में मिलेगा इस्तेमाल किया था" कहा। "तो अगर आप nanowires का उपयोग करें, तो आप मुद्रित सर्किट ऐसे उच्च तापमान तक गर्म करने के लिए नहीं है और आप सस्ता प्लास्टिक या कागज का उपयोग कर सकते हैं."

"वहाँ वास्तव में कुछ भी नहीं है और मैं के इन चांदी nanowires के अलावा कि तुम सिर्फ प्रिंट कर सकते हैं लगता है कि कर सकते हैं और यह किसी भी पोस्ट-प्रोसेसिंग के बिना बस प्रवाहकीय है," Wiley जोड़ा।

मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स के इन प्रकार के मधुरतम स्मार्ट पैकेजिंग अनुप्रयोगों हो सकता था; शोधकर्ताओं ने यह कल्पना सौर कोशिकाओं, मुद्रित करने के लिए प्रौद्योगिकी का उपयोग कर प्रदर्शित करता है, एल ई डी, touchscreens, एम्पलीफायरों, बैटरी और यहां तक कि कुछ implantable जैव-इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों। परिणाम ऑनलाइन दिसम्बर 16 ACS एप्लाइड सामग्री और इंटरफेस में दिखाई दिया।

रजत ने कहा, Wiley, मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स, बनाने के लिए एक जाने के लिए सामग्री बन गया है और अध्ययन की एक संख्या हाल ही में फिल्मों की चालकता चांदी nanostructures के अलग अलग आकार के साथ मापने दिखाई दिया है। हालांकि, प्रयोगात्मक बदलाव मुश्किल आकृतियों के बीच सीधी तुलना कर, और कुछ रिपोर्ट चालकता फिल्मों के कुल द्रव्यमान चांदी इस्तेमाल किया, एक महत्वपूर्ण कारक है जब एक कीमती सामग्री के साथ काम करने के लिए लिंक है।

इयान स्टीवर्ट, Wiley की लैब और ACS कागज पर पहले लेखक में एक हाल ही में स्नातक विद्यार्थी "हम स्याही और बस में सान फिल्मों और परिवर्तनशीलता, का एकमात्र स्रोत के रूप में nanostructures के बीच संपर्कों में चांदी की मात्रा पर से किसी भी अतिरिक्त सामग्री को खत्म करना चाहता था" कहा।

स्टीवर्ट जाना जाता व्यंजनों नैनोकणों, microflakes, और छोटी और लंबी nanowires, सहित विभिन्न आकार के साथ चांदी nanostructures को पकाने के लिए इस्तेमाल किया और इन nanostructures सरल "स्याही." बनाने के लिए आसुत जल के साथ मिश्रित वह तो एक त्वरित और आसान तरीका है बस के बारे में किसी भी लैब में - कांच स्लाइड और डबल पक्षीय टेप उपलब्ध उपकरणों का उपयोग कर संविरचित करने का आविष्कार किया।

स्टीवर्ट ने कहा "हम कुओं डबल पक्षीय टेप से बाहर कटौती करने के लिए एक छेद पंच का इस्तेमाल और इन कांच स्लाइड करने के लिए अटक गया,"। स्याही की एक सटीक मात्रा में प्रत्येक टेप "अच्छी तरह से" जोड़ने और उसके बाद कुओं - या तो बस पानी भाप बन करने के लिए अपेक्षाकृत कम तापमान या संरचनाओं एक साथ पिघलने शुरू करने के लिए उच्च तापमान के लिए - हीटिंग द्वारा वह परीक्षण करने के लिए फिल्मों की एक किस्म बनाया।

टीम का कहना है वे हैरान था कि लंबे nanowire फिल्मों उच्चतम चालकता नहीं थे। इलेक्ट्रॉनों आमतौर पर आसानी से प्रवाह के माध्यम से अलग-अलग nanostructures लेकिन जब वे एक संरचना से अगले करने के लिए, Wiley समझाया, कूद करने के लिए है और लंबी nanowires बहुत इलेक्ट्रॉनों है इस "छलांग" बनाने के लिए अवसरों की संख्या को कम अटक।

लेकिन वे बस कैसे कठोर परिवर्तन पर था हैरान थे। "लंबे समय चांदी nanowire फिल्मों की प्रतिरोधकता परिमाण के कई आदेशों चांदी नैनोकणों से कम है और शुद्ध चांदी से केवल 10 गुना अधिक है," स्टीवर्ट ने कहा।



टीम अब प्रयोग करने योग्य सर्किट में चांदी nanowire स्याही मुद्रण के लिए एयरोसोल जेट विमानों का उपयोग कर के साथ प्रयोग होता है। Wiley कहते हैं, वे भी जो शुद्ध चांदी nanowires से उत्पादन काफी सस्ता कर रहे हैं, रजत-लेपित कॉपर nanowires, एक ही प्रभाव दे देंगे या नहीं का पता लगाने के लिए चाहते हैं।

इस शोध से राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (ईसीसीएस-1344745 और डीएमआर-1253534) और एक GAANN फैलोशिप ड्यूक रसायन विज्ञान विभाग के माध्यम से धन के द्वारा समर्थित किया गया था।


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