在3D打印电子设备中，油墨中的稳定剂残留物抑制了导电性
根据英国诺丁汉大学和英国国家物理实验室的一项新研究发现，金属纳米颗粒（MNP）油墨中极薄的有机稳定剂残留物是3D打印材料和电子设备导电性丧失的原因。
含有金属纳米颗粒的油墨是最常用的印刷电子产品导电材料之一。通过喷墨层堆叠MNP材料，可实现前所未有的设计灵活性，快速加工和打印功能性电子设备，如传感器、太阳能电池板、LED显示器、晶体管和智能纺织品。
金属的喷墨3D打印通常通过两步过程形成固体打印物件：打印时的溶剂蒸发（固定）和随后的低温纳米颗粒固化（烧结）。低温很重要，因为在许多应用中，纳米颗粒与其他对更高温度敏感的功能/结构有机材料共同打印。
然而，通过喷墨打印金属纳米颗粒产生的层在水平和垂直方向上的电导率不同。这种效应被称为功能各向异性，是3D打印功能性电子设备长期存在的问题，阻止了其在高级应用中的使用。
以前认为，通过打印设备降低垂直导电性主要是由于组分纳米颗粒界面上的形状和物理连续性问题（在非常小的微观和纳米尺度）。然而，诺丁汉研究人员利用银纳米颗粒首次表明，导致这种现象的是油墨中的有机化学残留物。
为了更清晰地了解印刷层中残留有机添加剂的分布情况，研究人员希望继续定义新技术并开发新的油墨配方，以克服基于喷墨的3D打印电子设备的功能各向异性。
主要作者、CfAM研究员Dr Gustavo Trindade表示：“喷墨打印金属纳米颗粒的导电性据信取决于加工温度，并且先前表明是由于集聚纳米颗粒形状和孔隙度的改变，有机残留物的作用仅为猜测。”
这项研究是由可增材制造中心（CfAM）在5.85百万英镑的EPSRC资助项目Grant，以实现下一代增材制造。他们的研究发表在《自然通信材料》期刊上的新论文“残留聚合物稳定剂导致喷墨打印金属纳米颗粒时的各向异性电导”中。
研究人员使用了英国诺丁汉大学拥有的一台先进的3D orbiSIMS仪器的独特化学灵敏性。诺丁汉orbiSIMS是英国大学唯一一台，可以提供具有非常高分辨率的无标记的材料3D化学成像，揭示了这项研究的见解。
故事来源
如需文稿副本和媒体采访，请联系G.FerrazTrindade@nottingham.ac.uk的Gustavo Trindade博士，或联系新闻关系经理Emma Lowry联系方式：0115 846 7156或emma.lowry@nottingham.ac.uk
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