Kinesiske forskere har udviklet en ny form for metallisk blæk, der kan skrives direkte på almindeligt papir.
Det kan give nye muligheder for fleksibel elektronik og fremstilling af elektroniske bøger, der synes og føles som helt almindelige paperbacks.
Wenjun Dong, Ge Wang og de øvrige forskere fra Zhejiang Sci-Tech University i Hangzhou og University of Science and Technology i Beijing har offentliggjort deres resultat i ACS Applied Materials & Interfaces.
Gennem årene har der været mange forskellige forsøg på at printe elektronik på en lang række materialer eller indføje dem i tekstiler, som bl.a. den aarhusianske virksomhed Ohmatex arbejder med.
Der er gjort forsøg med såvel polymerer som med nanostrukturer af guld og sølv, men der har ikke været mange forsøg på at udnytte todimensionelle strukturer baseret på kobber – til trods for at disse har yderst velegnede elektroniske, fysiske og kemiske egenskaber og har lav pris, skriver de kinesiske forskere i deres artikel.
Nu har Wang og Dong udviklet en pen, hvor blækket netop indeholder kobbernanoflader coated med nanopartikler af sølv. Sølvcoatingen er med til at forbedre den termiske stabilitet af nanofladerne ved høje temperaturer.
Forskerne har vist, at selv når papiret foldes 1.000 gange, bevarer blækket mellem 80 og 90 pct. af sin ledningsevne, hvorfor det er velegnet til bøjelig elektronik.
Sådan fremstilles blækket
Nanofladerne dannes ved at opløse 1,0 g C6H12O6/H2O, 0,5 g PVP (Polyvinylpyrrolidon) og 10 mL CuS04 i 25 mL deioniseret vand.
Under opvarmning til 180 grader Celsius fører det til denne reaktion
[latex] CH_2OH(CHOH)_4CHO + H_2O + Cu^{2+} \rightarrow Cu + CH_2OH(CHOH)_4COOH +2H^+ [/latex]
Kobberlagene har en diameter på 30-100 mikrometer og en tykkelse på nogle hundrede nanometer. De kan efterfølgende coates med hjælp af en opløsning af sølvnitrat (AgNO3).
Det flydende blæk dannes ved at tilføre kobbernanolagene til en opløsning af carboxymethyl cellulose (CMC) og methanol i et passende blandingsforhold, som forskerne beskriver nærmere i deres artikel.
Det hele røres godt sammen i 10 minutter og tørrer, indtil man ender med et indhold på mellem 35 og 65 vægtprocent kobber i den færdige blæk.
Leave a Reply