Un chercheur de Toyohashi Tech, en coopération avec des chercheurs de l'Université Duke, a inventé un procédé de production de nanoparticules d'alliage de cuivre résistant à l'oxydation pour l'électronique imprimée. Ces nouvelles nanoparticules ont été produites par une méthode d'« explosion de fil » écologique et économique. Cette invention élargira la gamme d'applications de l'électronique imprimée.

« L'électronique imprimée » a le potentiel de permettre la fabrication à faible coût d'électronique sur des surfaces flexibles ou incurvées, ce qui conduira à l'utilisation de l'électronique dans des applications plus variées. Nous pourrons à l'avenir fabriquer des téléphones portables ou des montres intelligentes maison à l'aide d'une imprimante. Cependant, les faibles performances et le coût élevé des encres conductrices actuelles limitent l'avancée de l'électronique imprimée.

Maintenant, des chercheurs de Toyohashi Tech et de l'Université Duke ont trouvé un moyen de produire de nouvelles nanoparticules d'alliage de cuivre, qui peut être utilisé comme composant principal d'encres conductrices abordables à haute résistance à l'oxydation. Les chercheurs ont fait exploser électriquement des fils métalliques en alliage ou torsadés dans de l'eau avec un agent réducteur doux (vitamine C) afin de produire les nanoparticules. La diminution de la conductivité a ensuite été mesurée dans des conditions sévères (température élevée et humidité élevée).

« Nous avons travaillé sur le développement d'une méthode d'"explosion de fil" pour produire de nouvelles nanoparticules métalliques. Ensuite, nous avons constaté que certaines des nanoparticules d'alliage de cuivre produites possédaient à la fois une résistance à l'oxydation élevée et une faible résistance électrique, " explique le professeur assistant Go Kawamura. " De plus, les nanoparticules ont l'avantage d'être peu coûteuses car le processus de production est très économique et respectueux de l'environnement."

Par conséquent, nanoparticules de cuivre alliées à 1% Sn, 5% Ag, 5% Ni, ou 30% Ni avait des conductivités électriques similaires à celle du cuivre; cependant, contrairement au cuivre, les nanoparticules sont restées conductrices après 24 h à 85 °C et 85 % d'humidité relative. Avec une amélioration supplémentaire de la conductivité électrique et de la résistance à l'oxydation, des nanoparticules d'alliage de cuivre préparées par explosion de fil pourraient être utilisées pour la production d'encres conductrices abordables de haute performance, qui contribuera à l'avancement de l'électronique imprimée. Les chercheurs espèrent également que ce travail motivera une étude supplémentaire sur la combinaison d'une explosion de fil avec une modification chimique du milieu d'explosion pour contrôler la composition et la chimie de surface des nanoparticules.