通过将微小的金属纳米颗粒悬浮在液体中，杜克大学的科学家们正在研制一种导电喷墨打印机“墨水”，可以在几乎任何表面打印出便宜的、可定制的电路图案。
印刷电子产品已经被广泛应用于诸如防盗射频识别(RFID)标签等新dvd背面的设备中，但目前有一个主要缺点:要使电路工作，首先必须加热，使所有纳米颗粒融化成一根导电线，这使得在廉价的塑料或纸上打印电路成为不可能。
杜克大学研究人员的一项新研究表明，调整墨水中纳米颗粒的形状可能会消除对热量的需求。
通过比较由不同形状的银纳米结构制成的薄膜的导电性，研究人员发现，电子通过银纳米线制成的薄膜比由其他形状的薄膜(如纳米球或微薄片)更容易。事实上，电子在纳米线薄膜中流动非常容易，它们可以在印刷电路中发挥作用，而不需要将它们全部熔在一起。
杜克大学化学助理教授本杰明·威利说:“这种纳米线的导电性是更常用的银纳米粒子的4000倍，这种银纳米粒子可以在RFID标签的打印天线中找到。”“所以如果你使用纳米线，那么你就不必把打印电路加热到这么高的温度，你可以使用更便宜的塑料或纸。”
威利补充说:“除了这些银纳米线，我真的想不出还有什么别的东西可以打印，而且它是导电的，不需要任何后处理。”
这些类型的印刷电子产品的应用可能远远超出智能包装;研究人员设想利用这项技术制造太阳能电池、打印显示器、led、触摸屏、放大器、电池，甚至一些可植入的生物电子设备。研究结果于去年12月16日在网上公布ACS应用材料与接口．
威利说，银已经成为制造印刷电子产品的首选材料，最近出现了许多测量具有不同形状的银纳米结构的薄膜导电性的研究。然而，实验的变化使得直接比较形状变得困难，而且很少有报告将薄膜的导电性与所用银的总质量联系起来，这是使用昂贵材料时的一个重要因素。
“我们想要消除油墨中任何额外的材料，而只是专注于薄膜中银的含量和纳米结构之间的接触，这是唯一的变化来源，”威利实验室的研究生、ACS论文的第一作者伊恩·斯图尔特(Ian Stewart)说。
斯图尔特用已知的食谱烹饪了不同形状的银纳米结构，包括纳米粒子、微薄片和长短纳米线，并将这些纳米结构与蒸馏水混合，制成简单的“墨水”。随后，他发明了一种快速简便的方法，利用几乎所有实验室都有的设备——玻璃载玻片和双面胶布——制作薄膜。
斯图尔特说:“我们用打孔机从双面胶带上切割出孔，并将其粘在玻片上。”通过在每个胶带“井”中加入一定数量的墨水，然后加热这些井——或者加热到相对较低的温度使水蒸发，或者加热到更高的温度使结构开始融化在一起——他创造了各种各样的薄膜进行测试。
研究小组表示，他们对长纳米线薄膜具有最高的导电性并不感到惊讶。威利解释说，电子通常很容易通过单个纳米结构，但当它们必须从一个结构跳到另一个结构时就会卡住，而长纳米线极大地减少了电子“跳跃”的次数。
但他们对变化之大感到惊讶。Stewart说:“长银纳米线薄膜的电阻率比银纳米粒子低几个数量级，只比纯银高10倍。”
该团队目前正在试验使用气溶胶射流在可用的电路中打印银纳米线墨水。威利说，他们还想探索镀银的铜纳米线(生产成本比纯银纳米线低得多)是否能达到同样的效果。
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