Японские ученые разработали метод превращения вещества на основе меди в материал, имитирующий свойства драгоценных и дорогих металлов, таких как золото и серебро. Новый материал будет возможно применять в производстве электронных устройств, которые иначе зависят от дорогих аналогов из золота и серебра. Он также подходит для изготовления электронных компонентов с использованием технологий печати.
Японские ученые разработали метод превращения вещества на основе меди в материал, имитирующий свойства драгоценных и дорогих металлов, таких как золото и серебро. Новый материал, изготовленный из наночастиц меди (очень маленьких структур на основе меди), будет возможно применять в производстве электронных устройств, которые иначе зависят от дорогих аналогов из золота и серебра. Он также подходит для изготовления электронных компонентов с использованием технологий печати, которые признаны экологически чистыми методами производства.
Исследование было опубликовано 29 января в журнале Scientific Reports.
Развитие Интернета вещей (IoT) быстро увеличило спрос на тонкие и носимые электронные устройства. Например, IoT зависит от связи между устройствами, для чего требуются антенны, которые до сих пор требовали дорогих металлических композитов на основе золота и серебра.
На сегодняшний день существующие методы получения наночастиц меди не были идеальными, поскольку они приводили к примесям в материале. Поскольку эти примеси могли быть удалены только при чрезвычайно высоких температурах, наночастицы меди, которые были созданы при комнатной температуре, были нечистыми и, следовательно, не могли затвердевать в пригодные для использования части. До сих пор это было одним из препятствий на пути создания более экономичной альтернативы золотым и серебряным деталям в электронных устройствах.
Совместное исследование, проведенное учеными из Университета Тохоку и Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd в Токио, сообщает об успешном синтезе наночастиц меди со способностью затвердевать при гораздо более низких температурах, оставаясь в то же время чистыми. Команда изменила структуру наночастиц меди и сделала их более стабильными, чтобы они не разрушались при низких температурах.
Credit: Kiyoshi Kanie
«Медь была привлекательным альтернативным материалом при изготовлении электрических цепей. Самая важная часть использования меди - это изменение ее так, чтобы она затвердевала при низких температурах. До сих пор это было трудно, потому что медь легко взаимодействует с влагой в воздухе, деградирует и превращается в нестабильные наночастицы. С помощью методов, использованных в этом исследовании, которые изменяют структуру углерода и тем самым делают его более стабильным, мы успешно преодолели эту проблему нестабильности», - добавляет Киеши Кани, доктор философии, доцент в Институте междисциплинарных исследований передовых материалов Университета Тохоку.
Исследователи надеются расширить применение новых наночастиц на основе меди за пределы электроники. Они считают, что этот материал будет полезен и в других секторах. «Наш метод эффективно создал материалы на основе наночастиц меди, которые можно использовать в различных типах гибких и носимых устройств по требованию, которые можно легко изготовить с помощью процессов печати при очень низкой стоимости», - добавляет Кани.
Источник: Yoichi Kamikoriyama, Hiroshi Imamura, Atsushi Muramatsu, Kiyoshi Kanie. Ambient Aqueous-Phase Synthesis of Copper Nanoparticles and Nanopastes with Low-Temperature Sintering and Ultra-High Bonding Abilities. Scientific Reports, 2019; 9 (1) DOI: 10.1038/s41598-018-38422-5
Вас также может заинтересовать: