Leitfähige Tinte ist ein fantastisches Material, mit dem Sie tatsächlich Arbeitskreise zeichnen auf verschiedenen Materialien wie Papier oder Textilien . Es gab viele Hype in den letzten Jahren darüber, wie es eventuell herkömmliche Schaltkreise ersetzen wird.
Aber ist das wahr?
Hier werden wir untersuchen, was leitfähige Tinte ist, wie sie hergestellt wird, welche Vor- und Nachteile sie hat und in welchen Branchen sie derzeit verwendet wird.
Was ist leitfähige Tinte?
Leitfähige Tinte Wie der Name schon sagt, handelt es sich um eine Form von Tinte, die Elektrizität leiten kann. In den meisten Fällen wird die Tinte mit einem leitfähigen Material wie z. Graphit oder Silber zum Aktivieren elektrische Leitung .
Für einige es ist ein technologisches Allheilmittel Dies könnte eines Tages das Drucken von Stromkreisen auf Papier oder andere flexible Oberflächen ermöglichen. Es könnte sogar mit Inkjet-Technologie verwendet werden.
Neben Tinten, einige Unternehmen, wie Bare Conductive in Großbritannien haben Lackprodukte hergestellt, die auch Elektrizität leiten können. Ähnlich wie leitfähige Tinten kann leitfähige Farbe als a verwendet werden Kaltlot, zur Reparatur von Leiterplatten und vielen anderen Anwendungen.
Aber wir sind noch nicht da. Sie sind zum Beispiel nicht ohne Nachteile wie zum Beispiel beim Waschen von Textilien .
" Es gibt bereits einige einfache Leiterplatten, die mit leitfähigen Tinten hergestellt wurden. Einige U-Bahn- und Zugsysteme verwenden sie beispielsweise, um Schaltkreise auf Einwegpässe zu drucken. Der Nachteil leitfähiger Tintenkreise ist jedoch ihr Widerstand. Festes, reines Metall ist immer größerleitfähig als die Flocken oder das Pulver in leitfähiger Tinte, also Massivkupferkreise sind effizienter mit elektrischer Energie und erzeugen weniger Wärme ", so scienceline.ucsb.edu .
Davon abgesehen haben sie einige große Vorteile für viele Branchen.
" Leitfähige Tinten können eine wirtschaftlichere Möglichkeit sein, eine moderne zu verlegen. leitende Spuren im Vergleich zu traditionellen Industriestandards wie Kupfer ätzen von verkupferte Substrate um auf relevanten Substraten die gleichen Leitspuren zu bilden, da das Drucken ein rein additiver Prozess ist, der wenig produziert ", bemerkt Wikipedia .
Diese Tinte hat heute mehrere Verwendungszwecke und wird häufig zum Drucken von Metallstrukturen verwendet. In den Anfängen war der größte Schub für ihre Entwicklung jedoch die tragbare Technologie- und E-Textilindustrie.
"Leitfähige Tinte ist die wichtigste Komponente beim Drucken von Metallstrukturen. Mehrere leitfähige Materialien könnte für diesen Zweck in Betracht gezogen werden, wie leitfähige Polymere, Kohlenstoff, organische / metallische Verbindungen, Metallvorläufer und Metall-NPs. Die meisten leitfähigen Tinten basieren auf Metall-NPs, "gemäß wissenschaftlich .
Leitfähige Tinten bieten gegenüber anderen vorhandenen Lösungen eine Reihe von Vorteilen. Eine der wichtigsten ist, dass sie leicht an ein breites Spektrum von Branchenanforderungen angepasst werden können.
Für E-Textilien sind beispielsweise leitfähige Tinten eine gute Option, da sie nach der Herstellung des Hauptprodukts aufgetragen werden können. Mit anderen Worten, sie können später hinzugefügt werden, ohne den Textilherstellungsprozess zu beeinträchtigen.
Dies wird ermöglicht, weil Tinten laminiert und Wärme übertragen werden können, so wie es heute bei Grafiken der Fall ist. Auch bei der Verwendung von Opferschichten gibt es fortlaufende Innovationen.
Wofür wird leitfähige Tinte verwendet?
Leitfähige Tinten haben eine Vielzahl von Anwendungen.
Zum Beispiel s mit Silber infundierte leitfähige Tinten werden normalerweise zum Drucken verwendet RFID Tags wie in der Moderne verwendet Transitkarten . T hey kann auch zum Improvisieren oder Reparieren von Schaltkreisen verwendet werden Leiterplatten .
Diese Tinten können auch in Computertastaturen verwendet werden. die Membranen mit gedruckten Schaltkreisen enthalten, die beim Drücken einer Taste „erfassen“.
Windschutzscheibenentfroster bestehend aus Widerstandsspuren auf das Glas aufgetragen können auch leitfähige Tinten enthalten sein.
Viele neuere Autos haben Leitspuren gedruckt an einer Heckscheibe, die als Radioantenne dient.
Aber sie haben andere Verwendungszwecke. Zum Beispiel haben sie Anwendungen in den folgenden Märkten und Branchen Kredit an idtechex.com :
- Photovoltaik
- Leistungselektronik
- EMI-Abschirmung
- In-Mould-Elektronik Automobil, Haushaltsgerät usw.
- Elektronische Textil- und tragbare Elektronik
- 3D-Antennen und Konformdruck
- Flexible Hybridelektronik FHE
- Touchscreen-Kantenelektroden, Automobil Defogger, Sitzbelegungssensoren, Sitzheizungen usw.
- 3D gedruckte Elektronik
- Mehrschichtkeramikkondensatoren MLCC
- ITO-Ersatz Hybrid, Direktdruck usw.
- Gedruckt piezoresistiv
- Kapazitiv und Biosensoren
- PCB Heimwerker / Bastler, Profi, Saatgut und Platte
- RFID HF, UHF
- Gedrucktes TFT und Speicher
- OLED und großflächige LED-Beleuchtung
- Flexible E-Reader und reflektierende Displays
- Großraumheizungen Batterie, Anlage, Sitz usw.
- Leitstifte
- Digitalisierer
Ist leitfähige Tinte ein guter Stromleiter?
Kurz gesagt, ja, aber nicht so viel wie bei herkömmlichen Materialien zumindest vorerst Stromkreise herstellen .
Damit ein Material Elektrizität leiten kann, muss es die Bewegung von Elektronen durch das Material ermöglichen. Leitfähige Materialien lassen daher einen elektrischen Strom durch sie fließen.
Einige Materialien sind natürlich in der Lage, dies zu tun, wobei das beste Beispiel Metalle sind. Metalle sind jedoch in ihrer „natürlichen“ Form bei Raumtemperatur und Druck fest - mit Ausnahme von Quecksilber.
Um dies zu umgehen und Tinte zu erzeugen, müssen leitfähige Materialien wie Metalle in einem flüssigen Medium enthalten sein, wobei immer noch so viel leitfähiges Potential wie möglich erhalten bleibt.
Eine übliche Lösung besteht darin, Metallnanopartikel herzustellen, die mit einem flüssigen Medium mitgerissen werden.
" Diese Nanopartikel sind winzige Metallkugeln, die so klein sind, dass Sie am Ende eines Satzes mehr als 5 Millionen Personen aufnehmen können. Jedes Nanopartikel kann Elektrizität leiten, und wenn sich wie Perlen in einer Halskette Nanopartikelketten bilden, können ElektronenReise von einem Nanopartikel zum nächsten, "nach scienceline.ucsb.edu .
Wenn die Tinte schließlich trocknet, ist die Kette miteinander verbundener Nanopartikel verriegelt. Dies bildet einen dauerhaften leitenden Weg, auf dem Elektrizität durch die getrocknete Tinte fließt.
Dies beruht jedoch auf der zufälligen oder nahezu zufälligen Erzeugung von Pfaden von Metallnanopartikeln in der Tinte, wenn diese verwendet werden. Dickere Tintenfilme erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass sich genügend Wege von Nanopartikeln für eine ausreichende elektrische Leitung bilden.
Obwohl sie immer noch gut leitend sind, sind sie von Natur aus weniger leitfähig als die Verwendung nicht leitender Tintenlösungen. Gegenwärtig erfordert die Herstellung von Mikrochips zum Beispiel die Dicke, die viel kleiner ist als die erforderliche Menge an leitfähiger Tinte, die für den Auftrag benötigt wird.
Aus diesem Grund ist es unwahrscheinlich, dass diese Methode zur Erzeugung elektrischer Schaltkreise die derzeitige Methode zur Herstellung von Leiterplatten ersetzt. Natürlich, wenn sich die leitfähige Tintentechnologie verbessert. möglicherweise sehen wir eine Zeit, in der leitfähige Tinte verwendet wird kann herkömmliche Lösungen in Frage stellen.
Wie stellt man leitfähige Graphitfarbe her?
Wir haben dies bereits ein wenig oben angesprochen, aber effektiv werden sie durch Mischen winziger Partikel aus leitenden Materialien mit nicht leitenden flüssigen Medien hergestellt. Die Idee ist, ein flüssiges Medium zu verwenden, das relativ frei fließen kann, während eine Kette von leitenden Materialien aufgebaut wirdMaterialien dahinter.
Sobald das flüssige Medium getrocknet ist, sollte es theoretisch die leitenden Partikel oder Einschlüsse an Ort und Stelle verriegeln und einen vollständigen Kreislauf verlassen.
Es gibt verschiedene Arten der Herstellung und Sie können sogar eine einfache DIY-Charge davon selbst herstellen. Zum Beispiel IEEE hat ein praktisches kleines Tutorial wenn Sie selbst einen Riss haben wollen.
Natürlich nehmen Sie alle notwendige Sicherheitsvorkehrungen wenn Sie dies versuchen möchten!