Vai trò của nano bạc trong in phun mạch – mực dẫn điện

I. Vai trò của nano bạc trong in phun mạch – mực dẫn điện

Là một thành phần quan trọng của mực dẫn điện, nano bạc (sliver nano) phải có kích thước hạt trung bình nhỏ hơn 100 nanomet. Có nhiều phương pháp điều chế nano bạc – sliver nano như:

• Phương pháp vật lý
• Phương pháp hóa học
• Phương pháp sinh học.

Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm riêng tương ứng. Công nghệ điều chế nano bạc sẽ tiếp tục được cải tiến theo hướng giá thành rẻ, hiệu quả và độ tinh khiết cao và không gây ô nhiễm môi trường với sự phát triển và tiến bộ của khoa học công nghệ.

1. Các phương pháp điều chế, sản xuất nano bạc – nano sliver

1.1 Điều chế nano bạc bằng phương pháp vật lý

Phương pháp vật lý chủ yếu là cách chế tạo nguyên tố bạc (ag) có đường kính lớn thành kích thước hạt nano theo yêu cầu thông qua thiết bị tương ứng.

Với phương pháp này sẽ khử vật lý bằng các tác nhân vật lý như điện tử, tia gamma, tia tử ngoại khử ion Ag thành Ag^o. Dưới tác dụng của các tác nhân vật lý, có nhiều quá trình biến đổi dung môi sinh ra các hợp chất hóa học có tác dụng khử ion bạc thành bạc.

Mặc dù độ tinh khiết của nano bạc được điều chế bằng phương pháp này tương đối cao, quy trình tương đối đơn giản, nhưng do điều kiện chuẩn bị khắc nghiệt và thiết bị đắt tiền, năng lượng tiêu thụ trong quá trình điều chế lớn nên chi phí sản xuất cao và ít được ứng dụng.

Nguyên lý phương pháp bao gồm:

• Phương pháp ngưng tụ khí chân không
• Phương pháp phóng xạ nam châm áp suất cao.
• Phương pháp cắt đốt bằng laser.
• Phương pháp mài cơ học …vv

Để làm cho nguyên tố bạc hóa hơi trước rồi ngưng tụ hoặc trực tiếp sử dụng kích thích ion hóa áp suất cao hoặc đốt cháy bằng laser để thu được hạt bạc nano.

1.2. Điều chế nano bạc bằng phương pháp hóa học

Nano bạc được điều chế bằng phương pháp hóa học thường được sử dụng trong sản xuất công nghiệp, chủ yếu để khử ion bạc thành nguyên tố bạc ở cấp độ nano, phương pháp này có quy trình tương đối đơn giản, năng suất lớn, giá thành rẻ, dễ điều khiển kích thước hạt và tinh thể của nano bạc hình dạng thường được sử dụng trong điều chế nano bạc với yêu cầu hiệu suất cao trong các lĩnh vực quang học, điện và y sinh.

Tuy nhiên, do cần phải thêm nhiều tác nhân khác nhau như chất phân tán và chất ổn định trong quá trình chuẩn bị, và nước hoặc chất hữu cơ được sử dụng làm dung môi nên chất lỏng thải tạo ra sẽ gây ô nhiễm môi trường.

Có các phương pháp khử hóa học chủ yếu là khử các muối bạc như bạc nitrat thành nguyên tố bạc như:

– Phương pháp điện hóa, bằng cách cho các ion bạc hóa trị cao thu được các điện tử bị khử về hóa trị 0; anion bị khử thành các hạt nano bạc.

– Phương pháp vi nhũ tương đề cập đến việc sử dụng các chất hoạt động bề mặt ưa béo và ưa nước để tạo mầm và kết hợp tiền chất bạc trong dung dịch để thu được nano bạc.

– Phương pháp sol-gel kết hợp bạc tiền chất được thêm vào hệ sol ổn định để tạo thành gel, đó là sấy khô, thiêu kết và làm rắn chắc để chuẩn bị vật liệu nano bạc.

1.3. Điều chế nano bạc bằng phương pháp sinh học.

Trong những năm gần đây, do chi phí sản xuất nano bạc được điều chế bằng phương pháp sinh học thấp, bảo vệ môi trường, không thêm thuốc thử hóa học trong quá trình bào chế, điều kiện môi trường ôn hòa, điều chế bền vững nên ngày càng có nhiều phương pháp điều chế nano bạc sử dụng phương pháp sinh học.

Các phương pháp sinh học phổ biến bao gồm phương pháp khử vật chất tự nhiên và phương pháp hệ vi sinh vật.

Phương pháp khử vật liệu tự nhiên đề cập đến việc sử dụng các polysaccharid không gây ô nhiễm môi trường như tinh bột hòa tan làm chất khử và chất ổn định, và điều chế các hạt bạc quy mô nano dưới áp suất cao và các điều kiện khác.

Phương pháp hệ vi sinh đề cập đến việc sử dụng của vi khuẩn và nấm (ứng dụng Dưới xúc tác của các enzym được tạo ra bởi Pseudomonas, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Bacillus licheniformis, Aspergillus fumigatus, Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Trichoderma và các vi sinh vật khác), Ag- được khử thành nano bạc., Hoặc sử dụng các nhóm chức trên bề mặt tế bào vi sinh vật để khử Ag- thành nano-y.

Phương pháp này có đặc điểm là điều kiện nhẹ, tốc độ nhanh, khả năng phân tán tốt của các hạt nano bạc, chi phí điều chế thấp, sản phẩm có độc tính thấp và ô nhiễm môi trường thấp. Phương pháp sinh học có nhiều triển vọng phát triển và tiềm năng sản xuất công nghiệp quy mô lớn, cần tiếp tục nghiên cứu sâu để hình thành một loại phương pháp điều chế hạt nano bạc thân thiện với môi trường, ổn định và có độ tinh khiết cao.

Xem thêm: Các sản phẩm nano bạc của Unitech

II. Các tính chất của nano bạc trong ứng dụng công nghệ.

Nano bạc không chỉ có các đặc tính quang, điện, nhiệt động, từ và xúc tác của vật liệu bạc thông thường, mà còn có các hiệu ứng bề mặt và giao diện, hiệu ứng kích thước lượng tử, hiệu ứng kích thước nhỏ và đường hầm lượng tử vĩ mô tác dụng của vật liệu nano.

Nano bạc cũng có tính dẫn điện tuyệt vời, ổn định hóa học và tính tương thích sinh học tốt và tính kháng khuẩn, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện như lớp phủ dẫn điện, vật liệu điện cực bảng điều khiển năng lượng mặt trời và dây dẫn chip LED, v.v., và các lĩnh vực y tế chẳng hạn như kháng khuẩn Triển vọng ứng dụng rất rộng rãi trong lĩnh vực y học và thiết bị y tế, vật liệu xúc tác và vật liệu trao đổi nhiệt.

Nano bạc (sliver nano) còn là nguyên liệu thô để in phun, các đặc tính ứng dụng chính của nano bạc là: độ dẫn điện cực tốt, kích thước hạt nhỏ, tính linh hoạt tốt, chịu ma sát cao và ổn định hóa học tốt. Do bạc kim loại có những tính chất này, đặc biệt là khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt cực tốt nên nó đã trở thành vật liệu quan trọng trong ngành công nghiệp điện tử, đặc biệt là ngành vi điện tử.

1. Độ dẫn điện tuyệt vời.

Nano bạc là một thành phần quan trọng của chất độn mực dẫn điện, do hiệu ứng kích thước và năng lượng bề mặt cao nên nó có thể được thiêu kết ở nhiệt độ thấp hơn để chuẩn bị cấu trúc màng đồng nhất, có thể làm giảm khoảng cách giữa các chất độn, tăng bề mặt tiếp xúc giữa các chất độn, và giảm điện trở tiếp xúc, vì vậy nó có tính dẫn điện tốt.

2. Kích thước hạt mịn.

Các hạt mịn Kích thước hạt của nano bạc có những ưu điểm lớn Là vật liệu kết tinh tinh vi nhất có thể được điều chế hiện nay, mực dẫn điện nano bạc làm cho khả năng tạo màu của vật liệu in, độ sắc nét và độ bão hòa của các chấm có hiệu suất tốt, và khả năng in Có thể thu được chất lượng in tốt, độ chính xác cao, mật độ cao, chất lượng cao.

3. Tính linh hoạt và khả năng chống mài mòn tốt.

Các sản phẩm in dẫn điện thu được sau khi in trên giấy ảnh và các chất nền khác có đường nét rõ ràng, các cạnh mịn, lớp mực mịn và bóng, có thể bám dính tốt vào chất nền. Trong một số thử nghiệm, mẫu in được phủ polyester để làm cho lớp mực mạnh hơn, họa tiết không bị rơi ra trong quá trình kiểm tra, độ bền ma sát cao, độ dẫn điện không bị ảnh hưởng, nó có thể được bảo dưỡng ở nhiệt độ thấp hơn và độ bám mực tốt, hoa văn có khả năng chống uốn cong rất tốt.

4. Tính ổn định hóa học tốt.

Các kim loại như vàng, bạc và đồng có tính dẫn điện tốt. Tuy nhiên, trong điều kiện kích thước hạt nano, nhôm và đồng dễ bị ôxy hóa trong không khí do tính chất hóa học tương đối hoạt động của chúng; bạc rẻ hơn vàng trên thị trường và có phạm vi ứng dụng rộng rãi hơn; mặc dù bạc kém hơn một chút so với tính dẫn điện của đồng, bạc Không dễ bị oxi hóa, được sử dụng rộng rãi trong in mạch điện, có thể sử dụng lâu dài trong các dụng cụ tinh vi, đắt tiền với độ tin cậy cao.

Xem thêm: Đặc điểm và ứng dụng của nano bạc trong khoa học kỹ thuật.

III. Hiện trạng nghiên cứu và ứng dụng nano bạc.

Các phương pháp sản xuất thiết bị điện tử truyền thống như ăn mòn, tráng phủ hoặc in lụa có nhiều vấn đề cần giải quyết gấp trong sản xuất. Tỷ lệ sử dụng nguyên liệu thấp, quy trình sản xuất phức tạp, sản phẩm phụ được tạo ra trong sản xuất gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

Các thiết bị đắt tiền cần thiết cho sản xuất đã dẫn đến chi phí sản xuất cao, các sản phẩm được sản xuất theo phương pháp truyền thống không thể đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao về chất lượng và độ chính xác của các sản phẩm điện tử dẻo.

Công nghệ in phun là một công nghệ ứng dụng đầy hứa hẹn, phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Đây là công nghệ in kỹ thuật số không trục quan trọng nhất hiện nay.

Thiết bị in mực không chạm vào bề mặt, đây là công nghệ in ma trận điểm, không va đập. Nguyên lý hoạt động của nó là máy phun mực sẽ phun mực đến vị trí chỉ định của lớp nền thông qua đầu phun tương ứng theo hướng dẫn chương trình do máy tính thiết lập, cuối cùng tạo thành mẫu đặt sẵn.

Mực dẫn điện được làm từ các hạt nano bạc có nhiều đặc tính tuyệt vời, và các ứng dụng của nó ngày càng trở nên rộng rãi hơn. Công nghệ in phun đã được áp dụng ở các mức độ khác nhau trong công nghệ tần số vô tuyến không dây, bóng bán dẫn diode phát quang hữu cơ, cảm biến và mạch dẫn điện.

Triển vọng ứng dụng của nano bạc trong in phun là rất rộng và các nghiên cứu cũng ngày càng tăng. Nhiều lý thuyết và thời gian khác nhau không ngừng thúc đẩy sự phát triển và trưởng thành của công nghệ này, và nó ngày càng đóng vai trò quan trọng hơn trong lĩnh vực in ấn điện tử linh hoạt vai trò quan trọng.

Ứng dụng của mực dẫn điện nano bạc do tính năng tuyệt vời của nó, mực in dẫn điện nano bạc trong những năm gần đây ngày càng được đầu tư nghiên cứu và phát triển rất nhanh, nó đã hoặc đang tiềm ẩn giá trị ứng dụng rất lớn trong nhiều lĩnh vực. Ví dụ, ăng-ten công nghệ tần số vô tuyến (RFID), điốt phát sáng hữu cơ (OLED), bảng mạch in (PCB), thẻ IC, công tắc điện tử, cảm biến và các thiết bị điện tử khác được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử.

1. Ăng-ten RFID.

Các phương pháp sản xuất ăng-ten RFID truyền thống chủ yếu bao gồm mạ điện và ăn mòn hóa học, v.v. Các phương pháp này có chi phí sản xuất cao, tác động lớn hơn đến môi trường và chu kỳ sản xuất dài.

Mực dẫn điện sử dụng nano bạc như một thành phần có độ ổn định tốt và có thể lưu trữ trong thời gian dài, và phương pháp sản xuất của nó có chi phí thấp, không gây ô nhiễm và có chu kỳ sản xuất ngắn. Ăng-ten được chế tạo bằng cách in phun với mực dẫn điện nano bạc có thể tương tự như ăng-ten được chế tạo bằng cách in lụa sau khi đóng rắn và các xử lý khác, và đáp ứng các yêu cầu sử dụng.

Đồng thời, nó cũng có thể được in trên giấy ảnh, thủy tinh và PET, đặc biệt là hoa văn dẫn điện in trên giấy ảnh, với các cạnh rõ ràng và liên tục, độ dẻo và bám dính của lớp mực tốt, khả năng chống ma sát.

2. Bảng mạch in.

Là giá đỡ của các linh kiện điện tử, bo mạch in là linh kiện điện tử quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống, tuy nhiên phương pháp sản xuất chủ yếu hiện nay là phương pháp trừ lùi, tuy quy trình thuần thục, ổn định và đáng tin cậy nhưng các quy trình phức tạp và nguyên liệu thô tỷ lệ sử dụng thấp, nước thải và chất thải sẽ được tạo ra trong quá trình khắc và các quá trình khác, điều này sẽ gây hại nhiều hơn cho môi trường. Sử dụng in phun có thể đơn giản hóa quá trình, in phun trực tiếp trên bề mặt, nó có thể được sử dụng sau khi đóng rắn, không chỉ phù hợp với các loại bề mặt khác nhau, mà còn in linh hoạt, và độ chính xác của mạch in cũng được cải thiện.

3. Led.

Mạch dẫn điện LED được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị hiển thị và chiếu sáng, đặc biệt OLED có ưu thế riêng trong thiết bị truyền thông và giải trí điện tử, đặc biệt là các thiết bị điện tử linh hoạt, ngày càng được chú ý trong những năm gần đây.

Mạch dẫn điện LED linh hoạt được sản xuất bằng cách in phun thân thiện với môi trường, chi phí thấp và thu nhỏ hơn so với các quy trình truyền thống, cải thiện đáng kể độ dẫn điện của mạch OLED và đã đóng một vai trò trong việc thúc đẩy sự phát triển của các thiết bị điện tử linh hoạt.

4. Công tắc màng.

Công tắc màng, còn được gọi là bàn phím cảm ứng ánh sáng, là một loại linh kiện điện tử mới. Chất nền của bảng công tắc màng có thể cứng hoặc dẻo, và cả hai đều có thể sử dụng in phun để làm bảng mạch, thân thiện với môi trường, ổn định và đáng tin cậy và có khả năng chống xói mòn môi trường bên ngoài tốt.

Ngoài ra, nó cũng được sử dụng trong sản xuất cực âm Ag trong pin mặt trời, cũng như trong các thiết bị điện tử như thẻ IC, cảm biến chỗ ngồi và cảm biến áp suất. Nó cũng có thể được sử dụng để che chắn pin điện thoại di động.

IV. Kết luận và triển vọng

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ điện tử và quy trình sản xuất, việc nghiên cứu và phát triển mực dẫn điện sẽ có chiều sâu hơn. Mực dẫn điện nano bạc chiếm một vị trí rất quan trọng trong in phun, có rất nhiều lợi ích khi sử dụng in phun để phun dòng dẫn điện như đơn giản hóa quy trình, giảm lãng phí nguyên liệu, thân thiện với môi trường, sản phẩm tinh tế hơn.

Hiện tại, các loại mực dẫn điện nano chính được sử dụng trong thực tế là bạc và đồng, về mặt hiệu suất và giá thành của mực dẫn điện, không có vật liệu nào khác phù hợp hơn bạc. Mặc dù mực dẫn điện nano bạc có những ưu điểm rõ ràng, nhưng có cũng có một số Nhược điểm, chẳng hạn như giá bạc tương đối cao và dễ dàng tạo ra các ion hoặc di chuyển điện trong môi trường ẩm ướt. Vì vậy, trong khi khám phá tiềm năng của mực dẫn điện nano bạc, việc phát triển các vật liệu mực dẫn điện mới cũng là một điểm nóng để phát triển. Ngoài các yêu cầu về hiệu suất, nó còn được yêu cầu phải an toàn, đáng tin cậy và thân thiện với môi trường trong sản xuất và sử dụng sau này.

Các hướng phát triển chính của mực dẫn điện nano trong tương lai là:

• Giảm chi phí, làm thế nào để sản xuất các loại mực nano cấp công nghiệp với số lượng lớn và nhanh chóng, không chỉ dễ kiếm mà còn có độ tinh khiết đáp ứng được sản xuất.
• Chính xác và đa chức năng , chẳng hạn như đa sản xuất trong bảng mạch in Laminat cần phải rất chính xác để phát triển các ứng dụng trong các lĩnh vực khác.
• Độc tính thấp, nano bạc có khả năng độc hại. Mặc dù nó có thể được coi là vô hại khi sử dụng trên bề mặt cơ thể, nhưng một lượng lớn Việc con người ăn vào sẽ gây nguy hiểm cho sức khỏe. Nghiên cứu độc tính sẽ đi sâu hơn, xây dựng các tiêu chuẩn an toàn liên quan, phát triển các sản phẩm nano bạc không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường.
• Thân thiện với môi trường, phát triển các loại mực hòa tan trong nước, cách tránh ô nhiễm môi trường trong sản xuất và quá trình sử dụng bây giờ phải được coi là vấn đề.

Một số sản phẩm đã và đang được nghiên cứu, ứng dụng nano bạc để tăng tính kháng khuẩn, chống nấm, tảo như:

Hydrosol nano bạc, Nano bạc bôi trơn, gel nano bạc, keo kháng khuẩn, bột tổng hợp nano bạc, và nano vàng sol với công nghệ độc đáo, gel vàng nano, dung dịch nano bạc phức hợp không màu, bột kháng khuẩn trắng ion bạc, chất kháng khuẩn và kháng nấm kẽm kẽm, chất chống nấm và chống tảo hỗn hợp bạc kẽm, bột ion bạc , bột thủy tinh hoạt tính sinh học.

Một loạt các vật liệu chức năng tiên tiến mới, chẳng hạn như bột composite thủy tinh – Ag hoạt tính sinh học , bột hỗn hợp apatit-Ag sinh học …vv được sử dụng trong khử trùng và khử trùng, kháng khuẩn, tảo và nấm mốc, y tế và sức khỏe, y sinh, hóa chất hàng ngày, chăm sóc sức khỏe, dệt may, v.v.,

Kỹ thuật sinh học, nông nghiệp, lâm nghiệp và chăn nuôi, hộ gia đình vật nuôi, tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải và các lĩnh vực khác liên quan chặt chẽ đến cuộc sống của con người có triển vọng ứng dụng cực kỳ rộng rãi. Hiện tại khách hàng đã phát triển thành công gel nano bạc phụ nữ, nước súc miệng nano bạc, máy làm mát không khí nano bạc, đũa vệ sinh nano bạc, tai nghe nano bạc kháng khuẩn, phấn phủ nano bạc, nano- Silver Băng vệ sinh, màng bám nano bạc, bình sữa kháng khuẩn nano bạc, vải không dệt kháng khuẩn nano bạc, kem đánh răng thủy tinh hoạt tính sinh học, xịt khử trùng diệt khuẩn cho vật nuôi, xịt khử khuẩn kháng khuẩn dùng trong gia đình hàng ngày, khử trùng và khử mùi xe hơi, kháng khuẩn và mồ hôi.

Life Protection

——————————————————————————

Liên hệ đặt mua tư vấn sản phẩm nano bạc uy tín tại:

CÔNG TY CỔ PHẦN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TECHTRA

Địa chỉ: Khu Công nghệ phần mềm Đại học Quốc gia, Số 3 Đường Võ Trường Toản, Phường Linh Xuân, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh.

Hotline: 0376 968 518.

Zalo: 0376 968 518

Facebook: fb.com/techtra.vn

Website: https://techtra.vn/

Link Shopee: https://shopee.vn/blake.vn