ELECTRONICA IMPRESA MEDIANTE AQCS Y NANOPARTICULAS METALICAS

Los experimentos realizados en el campo de la electrónica impresa por la Universidad de Santiago de Compostela, ha permitido obtener tintas conductoras obtenidas por combinación de  clústeres cuánticos atómicos (AQCs) y nanopartículas metálicas de tamaños diferentes.

Con esta formulación se logran estructuras electrónicas con resistividades muy bajas con tratamientos térmicos a bajas temperaturas (< 150ºC). Las tintas conductoras sirven, entre otras aplicaciones, para su utilización en la industria electrónica impresa.

Hoy en día, el uso de nanopartículas metálicas, tales como Ag, Cu, etc., para la preparación de tintas y pastas conductoras, materiales para contactos electrónicos, etc., es uno de los campos de mayor actividad investigadora, por sus innumerables posibilidades de aplicación en el campo de la electrónica impresa, en todas sus modalidades que van desde la impresión en pantalla, tampografía  y por inyección de tinta hasta los diferentes métodos de impresión en masa, como el offset, el gravado y la flexografía.

La posibilidad de fabricación de productos electrónicos de bajo coste sobre materiales de uso común, como el papel, el plástico y el textil, ha iniciado una nueva era en el campo de la electrónica de consumo. Dentro de todas estas tecnologías, el diseño adecuado de dispersiones coloidales estables de nanopartículas metálicas desempeña uno de los retos más importantes para la expansión de este enorme mercado potencial.

Los experimentos han culminado con una nueva formulación de tintas coloidales estables, basada en mezclas de nanopartículas metálicas de tamaños diferentes y de elementos fundentes SEMI-CONDUCTORES con puntos de fusión menores de 150ºC, y de forma ventajosa, con puntos de fusión menores de 100ºC. Dichos elementos fundentes, actuando como elementos de unión (elementos de sinterización), permiten el efecto sorprendente de conseguir el contacto METÁLICO entre las nanopartículas, lográndose estructuras electrónicas con resistividades muy bajas con tratamientos térmicos a muy bajas temperaturas (< 150ºC).

El hecho de incluir los clústeres cuánticos atómico (AQCs) como elementos fundentes dentro de la formulación de la tinta no es un paso obvio en el desarrollo de una tinta conductora, puesto que, sorprendentemente, a pesar de que dichos elementos fundentes no son conductores, sino semiconductores, el resultado es una tinta conductora con propiedades conductoras excelentes, lo cual contraviene la práctica habitual, consistente en utilizar exclusivamente partículas conductoras a la hora de elaborar una tinta con prestaciones conductoras elevadas.

El proceso para la preparación de tintas conductoras caracterizado por los siguientes pasos:

• Mezcla de nanopartículas metálicas de diversos tamaño

• Adición de un elemento semi-conductor, fundente a baja temperatura, cuya temperatura de fusión es substancialmente menor que la de la mezcla inicial de nanopartículas metálicas, y en particular menor de 150ºC, siendo el tamaño de dicho elemento semi-conductor menor de 2 nm.

• Deposición de la tinta sobre uno cualquiera de los siguientes substratos: papel, polímeros del tipo poliamidas, kepton, polímeros flexibles o relativamente no flexibles, productos de polietileno, polipropileno, productos conteniendo acrilatos, polimetilmetaacrilato, copolímeros de los polímeros citados o combinaciones entre ellos. Aumento de la temperatura de la tinta una vez depositada en el substrato para conseguir la sinterización de la misma, de tal forma que:

- Las nanopartículas metálicas no alcanzan su punto de fusión.

- El elemento semi-eonduetor fundente se funde, permitiendo así un contacto metálico entre las nanopartículas metálicas, dando lugar a altas conductividades.

FUENTE | www.oepm.es

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