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Materialforschung

Flüssiges Metall erlaubt dehnbare Elektronik

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Nanopartikel für den Tintenstrahler

Ein wissenschaftlicher Fachaufsatz, der am 18. April in der Zeitschrift Advanced Materials erscheinen wird, beschreibt die Methode. Zum Einsatz kommen Nanopartikel aus einer mechanisch gesinterten Gallium-Indium-Legierung.

Diese Legierung wird in Ethanol aufgelöst. Ultraschallwellen brechen zudem die Metallpartikel in Nanopartikel auf. Diese Lösung kann für den Tintenstrahldruck verwendet werden.

„Flüssiges Metall lässt sich an sich nicht mit einem Tintenstrahldrucker verarbeiten“, erläutert Professorin Rebecca Kramer. „Wir stellen daher Nanopartikel her, die durch die Düse eines Tintenstrahldruckers passen. Durch die Ultraschallbehandlung und die Lösung in Ethanol erzeugen wir die Nanopartikel und erzeugen ein flüssiges Medium.“

Dann lässt sich die Tinte auf jedes denkbare Substrat auftragen. Das Ethanol verflüchtigt sich, so dass nur noch die Nanopartikel auf dem Trägermaterial zurück bleiben.

Nach dem Druck muss die Leitfähigkeit des flüssigen Metalls durch sanften Druck hergestellt werden. Das hat damit zu tun, dass die metallenen Nanopartikel mit einer Schicht aus Galliumoxid umgeben sind, das nicht leitfähig ist. „Wenn man Druck anwendet, wird diese Schicht durchbrochen und alles fließt in einen einheitlichen Film zusammen“, erläutert die Professorin.

Professorin Kramer, die für ihre Forschungsarbeit bereits mit dem Early Career Development Award der National Science Foundation ausgezeichnet wurde, sieht großes Potenzial in der Technik, aber auch noch viele offene Fragen, zum Beispiel im Hinblick auf die mechanische Belastbarkeit des Materials.

Aber auch die Orientierung der Nanopartikel auf hydrophilen (wasserziehenden) und hydrophoben (wasserabstoßenden) Trägermaterialien soll noch weiter erforscht werden.

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