Une nouvelle encre contenant des nanoparticules d'oxyde de fer peut être transformée en composants entièrement imprimés et polyvalents pour les réseaux cellulaires.

La technologie d'impression à jet d'encre peut être utilisée pour produire des appareils à radiofréquence, comme les antennes, qui peut être reconfiguré magnétiquement à la demande. Cette découverte par une équipe de KAUST renforce les perspectives d'électronique bon marché qui fonctionne dans le monde entier en se connectant à plusieurs bandes et normes cellulaires.

Une antenne de téléphone portable typique est fabriquée en déposant des motifs métalliques sur des plaquettes de silicium ou de verre isolantes. Ces antennes miniatures ont une excellente fiabilité, mais ne fonctionnent que sur des bandes de fréquences fixes. Pour fabriquer des appareils qui peuvent s'adapter à différents paramètres sans fil, les chercheurs se tournent de plus en plus vers les aimants. Remplacement d'une plaque isolante par une plaque magnétique, par exemple, peut obtenir un réglage de fréquence pouvant couvrir des plages allant du mégahertz au gigahertz.

Au lieu du complexe, les céramiques multicouches actuellement utilisées comme substrats magnétiques, Mohamed Vaseem, Atif Shamim et ses collègues ont étudié une approche basée sur l'électronique imprimable - une technologie qui remplace les fluides remplis de colorant trouvés dans les imprimantes grand public par des encres spéciales contenant des substances, comme les nanoparticules métalliques, puis imprime des modèles de périphérique personnalisés avec une relative facilité et des vitesses élevées.

"Si les substrats magnétiques peuvent être imprimés, nous pouvons réaliser d'énormes économies et ajouter de nouvelles fonctionnalités, " dit Shamim. " Il existe un certain nombre d'autres mesures qui peuvent être optimisées, comme l'épaisseur, qui sont impossibles avec des substrats fixes."

En injectant des réactifs à base de fer dans une solution chaude d'acide acétique, les chercheurs ont synthétisé des nanoparticules magnétiques d'oxyde de fer qui se sont dispersées dans de l'eau désionisée pour former une encre. Les tests d'impression ultérieurs se sont révélés immédiatement prometteurs :lorsqu'ils sont déposés sous forme de film mince sur un substrat de verre, le nouveau substrat magnétique pourrait agir comme un dispositif d'inducteur de stockage d'énergie avec une capacité réglable de plus de 20 pour cent.

Impression de l'encre magnétique plus épaisse que quelques nanomètres, cependant, s'est avéré impossible en raison de sa fragilité naturelle. Pour renforcer l'encre, l'équipe a modifié les surfaces des nanoparticules avec des chaînes d'hydrocarbures pour aider les minuscules aimants à se mélanger uniformément dans une résine époxy connue sous le nom de SU-8. La pâte résultante a été sérigraphiée et durcie aux UV en feuilles magnétiques autoportantes de quelques millimètres d'épaisseur.

L'innovant, une plaquette magnétique entièrement imprimée a affiché un réglage d'antenne prometteur de plus de 10 %, un chiffre que l'équipe vise à améliorer en perfectionnant ses recettes d'impression.

"La surprise était que nous avons eu des antennes avec une bonne plage de réglage, même si nous avons mélangé 50 % de SU-8, " note Shamim. " Cela signifie que nous pourrions étendre davantage cette plage de réglage en ajustant ce rapport et également passer à des processus rouleau à rouleau plus sophistiqués qui impriment à des mètres par minute. "