Een Toyohashi Tech-onderzoeker, in samenwerking met onderzoekers van Duke University, heeft een productiemethode uitgevonden voor oxidatiebestendige nanodeeltjes van koperlegeringen voor gedrukte elektronica. Deze nieuwe nanodeeltjes werden geproduceerd door middel van een milieuvriendelijke en economische 'draadexplosie'-methode. Deze uitvinding zal het toepassingsgebied van gedrukte elektronica uitbreiden.

"Gedrukte elektronica" heeft het potentieel om goedkope fabricage van elektronica op flexibele of gebogen oppervlakken mogelijk te maken, wat zal leiden tot het gebruik van elektronica in meer uiteenlopende toepassingen. In de toekomst kunnen we zelfgemaakte mobiele telefoons of slimme horloges maken met behulp van een printer. Echter, de lage prestaties en hoge kosten van stroomgeleidende inkten beperken de vooruitgang van gedrukte elektronica.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers van Toyohashi Tech en Duke University hebben een manier gevonden om nieuwe nanodeeltjes van koperlegeringen te produceren, die kan worden gebruikt als het hoofdbestanddeel van betaalbare geleidende inkten met een hoge oxidatieweerstand. De onderzoekers hebben legeringsdraden of getwiste metaaldraden elektrisch laten exploderen in water met een mild reductiemiddel (vitamine C) om de nanodeeltjes te produceren. De vermindering van de geleidbaarheid werd vervolgens gemeten onder zware omstandigheden (hoge temperatuur en hoge luchtvochtigheid).

"We hebben gewerkt aan de ontwikkeling van een 'draadexplosie'-methode om nieuwe metalen nanodeeltjes te produceren. we ontdekten dat sommige van de geproduceerde nanodeeltjes van koperlegeringen zowel een hoge oxidatieweerstand als een lage elektrische weerstand bezaten, " legt universitair docent Go Kawamura uit. "Bovendien, de nanodeeltjes hebben het voordeel dat ze goedkoop zijn omdat het productieproces zeer economisch en milieuvriendelijk is."

Als resultaat, koperen nanodeeltjes gelegeerd met 1% Sn, 5% ag, 5% Ni, of 30% Ni had elektrische geleidbaarheid vergelijkbaar met die van koper; echter, in tegenstelling tot koper, de nanodeeltjes bleven na 24 uur geleiden bij 85°C en 85% relatieve vochtigheid. Met verdere verbetering van de elektrische geleidbaarheid en oxidatieweerstand, nanodeeltjes van koperlegeringen bereid door draadexplosie kunnen worden gebruikt voor de productie van hoogwaardige, betaalbare geleidende inkten, die zal bijdragen aan de vooruitgang van gedrukte elektronica. De onderzoekers hopen ook dat dit werk aanleiding geeft tot aanvullend onderzoek naar het combineren van draadexplosie met chemische modificatie van het explosiemedium om de samenstelling en oppervlaktechemie van nanodeeltjes te beheersen.