Des chercheurs de la North Carolina State University ont mis au point une nouvelle technique qui leur permet d'imprimer des circuits sur des supports flexibles, substrats étirables utilisant des nanofils d'argent. L'avancée permet d'intégrer le matériau dans un large éventail d'appareils électroniques.

Les nanofils d'argent ont suscité un grand intérêt ces dernières années pour une utilisation dans de nombreuses applications, allant des prothèses aux capteurs de santé portables, en raison de leur flexibilité, extensibilité et propriétés conductrices. Alors que les expériences de validation de principe ont été prometteuses, l'impression de circuits hautement intégrés à l'aide de nanofils d'argent a posé des défis importants.

Les nanoparticules d'argent peuvent être utilisées pour imprimer des circuits, mais les nanoparticules produisent des circuits plus fragiles et moins conducteurs que les nanofils d'argent. Mais les techniques conventionnelles d'impression de circuits ne fonctionnent pas bien avec les nanofils d'argent; les nanofils obstruent souvent les buses d'impression.

"Notre approche utilise l'impression électrohydrodynamique, qui s'appuie sur la force électrostatique pour éjecter l'encre de la buse et la tirer vers le site approprié sur le substrat, " dit Jingyan Dong, auteur co-correspondant d'un article sur le travail et professeur agrégé au département d'ingénierie industrielle et des systèmes Edward P. Fitts de l'État de Caroline du Nord. "Cette approche nous permet d'utiliser une buse très large - qui évite le colmatage - tout en conservant une résolution d'impression très fine."

"Et parce que notre" encre "est constituée d'un solvant contenant des nanofils d'argent qui mesurent généralement plus de 20 micromètres de long, les circuits résultants ont la conductivité souhaitée, souplesse et extensibilité, " dit Yong Zhu, professeur de génie mécanique à NC State et co-auteur de l'article.

"En outre, le solvant que nous utilisons est à la fois non toxique et soluble dans l'eau, " dit Zheng Cui, un doctorat étudiant à NC State et auteur principal de l'article. "Une fois le circuit imprimé, le solvant peut simplement être lavé."

Quoi de plus, la taille de la zone d'impression n'est limitée que par la taille de l'imprimante, ce qui signifie que la technique pourrait être facilement étendue.

Les chercheurs ont utilisé la nouvelle technique pour créer des prototypes qui utilisent les circuits de nanofils d'argent, comprenant un gant avec un élément chauffant interne et une électrode portable pour une utilisation en électrocardiographie. NC State a déposé un brevet provisoire sur la technique.

« Vu l'efficacité de la technique, capacité d'écriture directe, et évolutivité, nous sommes optimistes que cela peut être utilisé pour faire avancer le développement de flexibles, électronique extensible utilisant des nanofils d'argent - rendant ces dispositifs pratiques du point de vue de la fabrication, " dit Zhu.

Le papier, "Impression électrohydrodynamique de nanofils d'argent pour l'électronique flexible et étirable, " est publié dans la revue Nanoscale.