일본 도쿄 대학교 (University of Japan of Japan of Japan) [고마미 마코토 (Gogami Makoto) 대통령] (이하 "도쿄 대학") 교수 하 세가와 타츠 오 (Hasegawa Tatsuo), 물리 공학과, 공학 대학원 공학 학부, 전국 Nakabachi Ryoji (이하 Nakabachi Ryoji) (이하 Aist ")Flexible Electronics Research Center[연구 센터 이사 Kamata Toshihide] 강사 Arai Toshito와 다른 사람들과 함께 Kurihara Masato 교수 및 Yamagata University (Koyama Kiyoto 회장) (Koyama Kiyoto 회장)의 학술 연구소의 Toshihito 조교수와 함께 "Yamagata University로 언급), 매우 빠르게 바카라 필승법 할 수 있습니다Supernap Method(주 1)는 명확 해졌으며, 이는은 바카라 필승법 입자의 흡착 특성을 잉크의 안정성과 결합하는 신비한 메커니즘으로 기술의 핵심입니다
8556_8909지방산(주 2)의 분자 사슬의 거동은은 바카라 필승법 입자의 흡착과 잉크의 안정성을 모두 달성하기 위해 능숙하게 기능하고 있음이 밝혀졌다
이 연구는 British Journal of Science과학 보고서에 게시 2018 년 4 월 17 일 (주간 시간)
이 연구는 국립 과학 기술 연구소의 전략적 혁신 제작 프로모션 프로그램 (S-Inov)의 연구 주제에 따라 "유기 재료를 기반으로 한 새로운 전자 기술의 개발"에 부분적으로 부여되었습니다
Research Background
인간과 컴퓨터가 더 편안한 미래 사회를 실현하려면 신체에 맞는 웨어러블 및 유연한 전자 장치를 개발할 필요가 있습니다 기존 실리콘 기술에 의해 잘 확립되지 않은 이러한 장치를 실현하기 위해 실온 및 대기압에서 코팅 및 바카라 필승법를 사용하여 금속 전도성 배선 및 반도체를 형성하고 다양한 전자 회로를 구성하는 바카라 필승법 된 전자 기술이 예상됩니다
바카라 필승법 방법을 사용하여 전자 회로를 구성하는 기본 금속 전도성 배선을 제조하려면 금속 나노 잉크를 사용하는 것이 가장 좋습니다이 금속 나노 잉크는 입자 크기가 약 10 ~ 100 나노 미터의 많은 금속 나노 입자를 포함합니다 (나노 미터는 미터의 1/10 억입니다) 현재까지 다양한 금속 나노 잉크 및 바카라 필승법 방법이 개발되었으며 2 년 전에 개발 된 SuperNAP 방법이 기판 표면에서 개발되었습니다진공 자외선9835_10099화학 흡착(참고 4) 흡착 된은 나노 입자가 실온에서 자체 융합함에 따라은 배선이 진행됩니다 그러나, 고농도에서 이러한 고도로 활성은 나노 입자를 함유하는 잉크를 사용하여 바카라 필승법 과정에서 고속을 달성하는 데 사용될 수 있습니다브라운 운동(주 5)의 상태에서 조건이 유지되는 이유는 확실하지 않았으며 장기간 (최대 몇 달) 동안 집계없이 안정적으로 유지되었습니다
Research 컨텐츠
SUPERNAP 메소드에서알킬 아민(참고 6)은 메인입니다보호 그룹(주 7) 및 반경이 약 7 바카라 필승법 미터 인은 바카라 필승법 입자가 사용되며, 이에 매우 적은 양의 지방산이 추가되어 있습니다 (그림 2) 잉크를 위해분산 매체(주 8) 포함 :옥탄과 부탄올의 혼합물(주 9)가 사용됩니다 안정적인 잉크는 특정 블렌드 비율로 그룹 및 분산 매체를 보호함으로써 얻을 수 있지만, 잉크에서은 바카라 필승법 입자의 역할과 분산 거동은 알려져 있지 않았다 잉크는 빛을 통과 할 수없는 완전히 검은 색 액체이며, 희석 될 때 은색 바카라 필승법 입자는 즉시 응집되고 침전되어 정상을 초래합니다동적 광 산란 (DLS) 메소드(참고 10)은 잉크에서 입자의 운동 거동을 조사하는 것이 불가능했습니다 따라서이 연구에서는 높은 감도가있는 액체 인터페이스 근처의 작은 영역에서 산란 된 빛을 포착 할 수 있습니다공 초점 DLS 메소드(주 11) (그림 2 상단)를 적용하여 상기 잉크의 입자의 분산 거동을 성공적으로 조사 할 수 있었던 것은 이번이 처음입니다
첫째, 그림 3은 바카라 필승법에 적합한 안정적인 잉크에서 입자의 입자 크기 분포를 검사 한 결과를 보여줍니다 각 입자 크기의 입자의 수 밀도 분포 (도 3의 왼쪽)의 분석 결과로부터, 원래 크기의 많은은 나노 입자가 몇 달 동안 유지되는 상태를 알 수있다 그러나, 큰 입자로부터의 산란 된 빛을 더 강력하게 반사하는 산란 된 광도 분포 (도 3에서)에서, 우리는은 나노 입자를 집계함으로써 형성된 거친 입자 (반경 50 ~ 200 나노 미터)가 어떻게 증가하는지 알 수있다 실제로, 잉크가 조정 된 후 3 개월 후에 잉크를 건조시키고 전자 현미경을 사용하여 관찰했을 때, 잉크가 조정 된 후 어느 날 보이지 않는 많은 거친 입자가 발견되었다 (도 3에서 오른쪽)
다음으로,은 나노 입자의 표면을 보호하는 두 가지 보호 그룹 중에서, 세 가지 유형의 잉크 (지방산/총 보호 그룹 비율 = ① 17%, ② 22%(최적 값), ③ 25%)가 준비되었고, 잉크의 안정성 및 바카라 필승법 특성을 검사했습니다 결과적으로, 지방산 함량 비율이 클수록 입자 크기 분포가 더 선명하고 잉크 안정성이 높아진다는 것이 밝혀졌다 (도 4 상단) 그러나 이러한 잉크의 바카라 필승법 성을 조사했을 때, 우리는 지방산 함량 비율이 ② (그림 4의 하단) 일 때만 고화질 (몇 마이크로 미터 미만) 바카라 필승법가 가능하고 전기 저항 값도 최소화 될 때만 가능하다는 것을 발견했습니다 한편, 낮은 지방산 함량 비율을 갖는 잉크 ①에서,은 나노 입자는 응집되는 경향이 있으며 거친 입자는 패턴 표면에 부착되어은 층이 악화되게한다 (도 4의 왼쪽) 또한, 고지방 함량이 높은 잉크 ③는 사전 형성 된 패턴보다 상당히 더 넓은은 배선을 산출 하였다 이것은 소량의 보호 그룹 (46 표면은 원자 당 1 개) 인 지방산이 바카라 필승법 해상도 및 전기 전도성에 중요한 영향을 미친다는 것을 보여 주었다
또한, 잉크는 잉크의 안정성을 조사하기 위해은 바카라 필승법 입자를 잉크하는 데 사용되는 분산 배지의 다른 조성 비로 조정되었다 분산 배지의 성분 인 옥탄 및 부탄올이 단일 성분 분산 매체로 사용되었고, 조정 직후의 2 상 분리 (도 5의 왼쪽 상단)가 발생하고 약 10 분 안에 침전 (도 5의 오른쪽 상단)이 발생할 때 잉크는 상당히 불안정했다 조성이 최적의 조성물 (혼합 비 4 : 1)에서 벗어날 때 상이한 조성 비를 갖는 분산 배지를 사용하여 조정 된 잉크의 입자 크기 분포를 조사했을 때 (혼합 비 4 : 1),은 바카라 필승법 입자는 서로 응집되는 경향이 있으며, 잉크 조절 직후에 거친 입자가 관찰되었다 (도 5 하단)
위에서 언급했듯이,은 나노 입자의 분산 안정성은 그룹 보호 및 분산 매체의 조성 비가 최적의 값으로 균형을 잡을 때만 얻을 수 있으며, 이는 초고속 정의 바카라 필승법가 가능해지는 시간이 될 수 있음이 밝혀졌습니다콜로이드(주 12)의 분산 안정성 이론에 기초한 조사에서, 기존의 콜로이드에서 발견되지 않은 이러한 단수 행동은 다음 메커니즘을 기반으로한다는 결론을 내 렸습니다 잉크에서 갈색으로 이동하는 은색 바카라 필승법 입자 사이의 충돌로 인한 입자가 응집되는 것을 방지하기 위해, 강한 3D 반발력은 은색의 바카라 필승법 입자 사이에 적용되어야합니다 SuperNAP 방법에 사용 된은 바카라 필승법 잉크에서 반발력은 주로 지방산에 의해 구동되는 것으로 생각됩니다 이들 반발력이 효과적이되기 위해,은 바카라 필승법 입자와 보호 그룹의 지방산을 둘러싼 용매 분자는 잘 친화력 (친화력)이어야하며, 지방산의 분자 사슬은 단단해야한다 (도 6 상단) 실제로, 이론적으로 지방산과 분산 배지 사이의 친 화성은 옥탄의 부피 분율이 074 일 때 최대가 될 것이며, 실험에서 얻은 최적 조성 비 (08의 부피 분율)와 거의 일치 하였다 분산 배지 가이 조성 비와 용매 분자 사이의 친숙 함이 악화되어 분자 사슬이 붕괴되어은 바카라 필승법 입자 사이의 반발이 상실되며,은 바카라 필승법 입자가 응집 될 것으로 생각됩니다 (그림 6 하단) 이러한 방식으로, 매우 적은 양의은 바카라 필승법 잉크에 함유 된 지방산이 주로 잉크의 안정성을 담당하고, 분산 매체의 환경에 따라 그들의 행동이 극적으로 변화하고,은 바카라 필승법 입자의 흡착 특성이 활성화되는 이상한 메커니즘이 명확 해졌다
③ 미래 계획
이제, 우리는은 나노 입자의 표면 화학 흡착 메커니즘을 명확히하기 위해 기판 표면 근처 의은 나노 입자의 거동을 더 탐구 할 것이다 또한, 위의 이해와 함께, 우리는 잠재력이 뛰어난 나노 잉크 사용을 기반으로 혁신을 일으키고 새로운 고성능 나노 잉크 개발과 고급 바카라 필승법 기술의 개발을 촉진 할 것입니다
잡지 이름 : "과학 보고서"(온라인 버전 : 4 월 17 일)
논문 제목 :알킬 아민/알킬 acid 캡슐화 된은 바카라 필승법 콜로이드에서의 분산 안정성 및 바카라 필승법 입자 화학 흡착의 독특한 공존
저자 :Keisuke Aoshima, Yuya Hirakawa, Takanari Togashi, Masato Kurihara, Shunto Arai 및 Tatsuo Hasegawa
doi 번호 : 101038/s41598-018-24487-9
추상 URL :wwwnaturecom/articles/s41598-018-24487-9