کاربرد نانوذرات در جوهر رسانا

الکترونیک چاپی، فناوری جدیدی است که با سرعت خیره کنندهای در حال توسعه است و روند تغییرات آن در سالهای اخیر بسیاری از صنعتگران و مصرف کنندگان را به آینده این فناوری امیدوار کرده است. از پیشرفتهای کثیر این فناوری می توان به پیشرفت در صنعت الکترونیک اشاره کرد، که موجب ارزان سازی، انعطاف پذیری، کم وزنی، مصرف پایین محصولات می شود.

روش چاپ جوهر افشان با جوهر های چاپگر رسانا و نیمه رسانا، به عنوان روشی ارزان و سریع در ایجاد مدارات الکترونیکی چاپ معرفی می شود. جوهرهای این چاپگرهای جوهر افشان به طور معمول حاوی ترکیبات رسانای الکتریکی در یک فاز سیال آلی یا آبی است. جوهر رسانا یک سیستم چند جزئی است که حاوی مواد رسانا در یک مایع حامل ( اب یا حلال آلی) و افزودنی های مختلف (مانند روان کننده ها) است که موجب بهبود عملکرد دستگاه چاپ و بستر می شود. در حال حاضر از نانوذرات فلزی مانند جوهرهای نانو نقره و نانوساختارهای کربنی مانند نانولوله های کربنی و گرافن استفاده زیادی در این صنعت دارند. اندازه بهینه نانوذرات استفاده شده بین ۳۰-۵۰ نانو متر می باشد.
نانولوله ها و ورقه های گرافن، به علت ویژگی های منحصر به فرد خود مانند هدایت الکتریکی و مکانیکی بالا، انعطاف پذیری و کم هزینه بودن، برای ساخت وسایل الکترونیکی مانند چاپگرهای الکترونیکی به کارمی رود.

فروش گرافن

چالش های مختلفی در این صنعت وجود دارد که باید بر آن ها ها غلبه کرد، یکی از این چالش ها در استفاده از نانو ذرات به عنوان جز اصلی جوهر های رسانا، پایداری در برابر تجمع و ته نشینی جوهر به منظور بازیافت آن است. در نتیجه معمولا (ماده پلیمری، و یا ماده سورفکتانت) را به عنوان عامل تثبیت کننده به جوهر اضافه می کنند. این تثبیت کننده برای پراکندگی فلزهایی با ۲۰-۶۰ درصد وزنی به کار می رود. این نوع جوهرهای با عامل تثبیت کننده، به فلزهایی با تراکم زیاد برای الگوهای چاپی نیاز دارند تا هدایت الکتریکی بالایی را فراهم کنند. بنابراین همانطورکه در ادامه بیان خواهیم کرد، حضور این تثبیت کننده با توجه به هدایت بالا معمولا یک مشکل اساسی است.

فروش نانو ذرات
علاوه بر این جوهرهای رسانا مبتنی بر نانو ذرات برای الگو چاپ باید هدایت الکتریکی خوبی را فراهم کنند بنابراین واضح است که بهترین نامزد برای مواد هادی فلزیاتی با رسانایی بالا مانند (Ag, Cu, Au, Al) هستند. درحال حاضر نقره، در جوهرهای رسانا بیش ترین استفاده را در صنعت داشته است. با توجه به هزینه بالای آن، بزرگ ترین چالش در این زمینه جایگزینی نقره و دیگر فلزات خاص با فلزات ارزان تر مانند مس و آلومینیم است. برای موفقیت در این چالش باید از اکسیداسیون در شرایط محیطی معمولی جلوگیری کرد، در غیر این صورت به فضای بی اثری نیاز است.
جوهر، جوهر افشان برای الکترونیک چاپ شده شامل نانو مواد رسانا، محلول آلی یا ابی، افزودنی های مختلف که عملکرد مطلوب را فعال می کند. از آنجا که جوهر باید با هدایت الکتریکی بالا الگوها را چاپ کند ضروری است که محتوای هدایت الکتریکی نانو مواد بالا باشد، در یک قطره از جوهر، هرچه غلظت در جوهر بالاتر، هدایت بهتر می شود،علاوه براین حضور مواد غیر رسانا بین ذرات مانند تثبیت کننده های پلیمر آلی یک پیش شرط برای رسیدن به یک لایه چاپی رسانا است. در نانو ذرات فلزی فرایند سفت شدن به عنوان مثال گرم کردن و تجزیه مواد عایق مرحله پایانی چاپ الکترونیک است.

امیدوارم با مطالعه مقاله کاربرد نانوذرات در جوهر رسانا اطلاعات خود را در این حوزه افزایش دهید.