Kondensaattoreita tulostamalla

16.05.2019

Drexel-printata-energiavarastoa-DESY-3D-print-300-t.jpgEsimerkki joustavasta ja läpinäkyvästä elektronisesta komponentista: joustava kondensaattori.

Hampurin yliopiston ja tutkimuskeskus DESY:n välinen tutkimusyhteistyö on tuottanut 3D-tulostukseen soveltuvan prosessin, jota voidaan käyttää läpinäkyvien ja mekaanisesti joustavien elektronisten piirien tuottamiseen.

Elektroniikka koostuu hopeisten nanolankojen verkosta, joka voidaan tulostaa suspensiossa ja on sulauttaa erilaisiin joustaviin ja läpinäkyviin muoveihin (polymeereihin).

Tekniikka mahdollistaa muun muassa tulostettavat ledit ja aurinkokennot ja tutkijat osoittavat prosessinsa potentiaalia muun muassa joustavalla kondensaattorilla.

Käyttämällä DESY:n tutkimuslaitteita yhteistyöryhmä pystyi analysoimaan tarkasti polymeerissä olevien nanolankojen ominaisuuksia. Yksityiskohtainen röntgensädeanalyysi osoitti, että polymeerissä olevien nanolankojen rakenne ei muutu vaan verkon johtavuus jopa paranee polymeerin tuottaman puristumisen ansiosta kun polymeeri kutistuu kovettumisprosessin aikana.

Hopean nanolangat levitetään alustalle suspensiossa ja kuivataan. ”Kustannussyistä tavoitteena on saavuttaa mahdollisimman suuri johtavuus mahdollisimman pienillä nanoputkilla. Tämä lisää myös materiaalin läpinäkyvyyttä”, kertovat tutkijat DESY:n tiedotteessa.

Drexel yliopiston ja Trinity Collegen tutkijat ovat luoneet mustesuihkutulostimelle sopivaa mustetta erittäin johtavasta kaksiulotteisesta MXene-materiaalista.

Tutkijoiden havainnot viittaavat siihen, että mustetta voidaan käyttää tulostamaan joustavia energian varastointikomponentteja, kuten superkondensaattoreita.

Havainnot osoittavat, että edistyksellisellä mustesuihkutulostimella tulostetut MXene-printatut mikrosuperkondensaattorit ovat suuruusluokkaa parempia kuin olemassa olevilla johtavilla musteilla tehdyt.

Monissa nanomusteissa tarvitaan lisäainetta hiukkasten pitämiseksi yhdessä ja laadukkaan tulostuksen mahdollistamiseksi. Tällöin tarvitaan myös lisätyövaiheita tulostamisen jälkeen kyseisen lisäaineen poistamiseksi. MXene-tulostuksessa käytetään mustetta vain MXene-vedessä tai MXene-orgaanisessa liuoksessa. Tämä tarkoittaa, että se voi kuivua ilman lisätoimia.

MXenellä on ainutlaatuinen kyky sekoittua nesteisiin, kuten veteen ja muihin orgaanisiin liuottimiin, säilyttäen samalla sen johtavat ominaisuudet. Musteessa oleva liuotin ja MXene-pitoisuus voidaan säätää erilaisiin tulostimiin.

Osana tutkimusta MXene-muste testattiin yksinkertaisilla piireillä, mikro-superkondensaattorilla ja tekstinä alustoilla, jotka vaihtelevat paperista muoviin ja lasiin.

Tulosteet säilyttivät ylivoimaisen sähkönjohtavuutensa, joka on korkein kaikista hiilipohjaisista johtavista musteista, mukaan lukien hiilinanoputket ja grafeeni.

Aiheesta aiemmin:

3D-tulostuksella mekaanisia logiikkaportteja

3D-printattua pietsomateriaalia

MXenestä aiemmin: Erittäin ohuita antenneja

16.01.2020Laskentaa molekyyleillä
16.01.2020Konenäölle nyt myös konesilmät
14.01.2020Piin kvanttibiteillä uusiin ulottuvuuksiin
13.01.2020Uusi menetelmä kestäville GaN-transistoreille
10.01.2020Hiukkaskiihdytin mikropiirille
09.01.2020Biologista energiantuottoa
08.01.2020Kvanttiteleportaatio piifotonisella sirulla
07.01.2020Kohti spintronisia MRAM-muisteja
07.01.2020Tehokas litium-rikki akku
03.01.2020Pieniä parannuksia litiumioni-akuille
02.01.2020Kvanttimateriaalia vaikkapa naamiointiin
02.01.2020Perovskiiteistä löytyy yllätyksiä
31.12.2019Lämpökytkin polymeeristä
30.12.2019Elektroniikka valon nopeudella
23.12.2019Turvallista ja käytännöllistä viestintää
20.12.2019Ferrosähköisyys yhdistää transistorit ja muistit
19.12.2019Kytkettäviä plasmoneja muoveihin
18.12.2019Magnonit töihin
17.12.2019Lämmönsiirtoa tyhjyyden läpi
16.12.2019Nailon ja taivutus vauhdittavat orgaanista elektroniikkaa
13.12.2019Viat saattavat tehostaa akkuja
12.12.2019Hiili ja pii jakavat ja yhdistävät fotoneja
11.12.2019Timanttien avulla parempia superkonkkia
10.12.2019Sähköis-optista tietotekniikkaa
09.12.2019Lämpösähköä hiilinanoputkilla
09.12.2019Valokuitua selluloosasta
05.12.2019Näppärä terahertsinen tekniikka
04.12.2019Palamattomia litium-akkuja
03.12.2019Bittejä ja simulointia atomien mittakaavassa
02.12.2019Metallijohde Cooperin pareilla
29.11.2019Plasmoniikan avulla edullinen monispektrikamera
28.11.2019Hiilinanoputket pääsevät vauhtiin
27.11.2019Löytö ferrosähköisissä tuplaa potentiaalin
26.11.2019Antenni lämpösäteilylle
25.11.2019Jatkuvuutta Mooren laille
22.11.2019Skyrmioneja huonelämpötilassa
21.11.2019Hukkalämpö sähköksi uusin keinoin
20.11.2019Keinotekoiset lehdet tuottavat kaasua ja nesteitä
18.11.2019Fotonikytkin CMOS-piireille
15.11.2019Parempia langattomia anturitekniikoita
13.11.2019Uudenlaisia fotonisia nestekiteitä
12.11.2019Onnistumisia orgaanisissa
11.11.2019Kohti älykkäitä mikrorobotteja
09.11.2019Suomen suurin valtti kybersodassa on luottamus
08.11.2019Jäähdytystekniikkaa 3D-elektroniikalle vaikka avaruuteen
07.11.2019Uusia tiloja grafeenin taikakulmassa
06.11.2019Kohti antiferromagneettisia muisteja
05.11.2019Muuntaa 2D-tasot pehmeiksi ja joustaviksi 3D-rakenteiksi
04.11.2019Tarkempia kiderakenteita ja proteiineja aurinkokennoihin
01.11.2019Kvanttiakussa ei synny häviöitä
31.10.2019Keinoja ja visioita 2D-materiaalien käytölle
30.10.2019Käteviä ADC- ja DAC-muuntimia IoT-aikakaudelle
29.10.2019Kvanttipisteitä edullisesti ja tarkasti
25.10.2019Paljonko on kvanttilaskennan ylivoima?
24.10.2019Tehokkaampia superkondensaattoreita
23.10.2019Uudenlaisia kalvoja hiilinanoputkista
22.10.2019Valolla kohti huonelämpöistä kvanttitietokonetta
21.10.2019Japanissa kokeiltiin petabitin verkkoyhteyksiä
18.10.2019Suprajohtavuutta moduloiden
17.10.2019Spin- ja varausvirran hallintaa
16.10.2019Spektrometriaa sirupiirillä
15.10.2019Uusia ulottuvuuksia printtielektroniikalle
14.10.2019Löytö energiatehokkaalle elektroniikalle
11.10.2019Pikotiedettä ja uusia materiaaleja
10.10.2019Lomittumista 50 kilometrissä valokuitua
09.10.2019Koneoppiminen etsii uusia materiaaleja
08.10.2019Parhaat kahdesta maailmasta: Magnetismi ja Weyl -puolimetallit
07.10.2019Tehokkaampaa energian keruuta IoT-antureille
04.10.2019Uusia kierrätyskelpoisia akkukonsepteja
03.10.2019Supratekniikalla tehokkaampaa tietotekniikkaa
02.10.2019Paramagneettiset spinit tuottavat sähköä lämmöstä
01.10.2019Kolme kertaa parempi infrapunailmaisin
30.09.2019Yksisuuntainen radiotie synteettisellä Hall-efektillä
27.09.2019Katsaus kvanttilaskennan tekniikoihin
27.09.2019Muistipiirejä ilman kerrosrakennetta
25.09.2019Ennätysmäisiä aurinkokennoja
24.09.2019Topologinen eriste fotonien reitittäjäksi
23.09.2019Köyhän miehen kubitti
20.09.2019Kaksiulotteisia spin transistoreita ja muuntimia
19.09.2019Valokiteiden valmistus ja hallinta
18.09.2019Kaksi vapausastetta
17.09.2019Epätavallista magneettista käyttäytymistä
16.09.2019Nanolangat korvaavat lasiprismat
13.09.2019Tehokkaampaa sähköpolttoaineiden tuotantoa
12.09.2019Ensimmäinen monimutkainen kvanttiteleportaatio
11.09.2019Energian talteenottoa piipiiriltä
10.09.2019Uudenlainen pinnoite litium-metalli akuille
09.09.2019Uusi eristetekniikka pienemmille siruille
06.09.2019Hiilinanoputkia ja grafeenia
05.09.2019Nikkelioksidistako suprajohde?
04.09.2019Metamateriaaleja ja magnoniikkaa
03.09.2019Gallium-oksidi tehotransistoreita ennätysarvoilla
02.09.2019Muutos magneetissa itsessään
30.08.2019Transistori pellavalangasta
29.08.2019Robotti ottaa ajotarkkuuden hallintaansa
28.08.2019Enemmän irti MEMS-tekniikasta
27.08.2019Ensimmäinen havainto eksitonisesta eristeestä
26.08.2019Opto-elektroninen siru jäljittelee hermosoluja
23.08.2019Valoa vangiten ja suunnaten
22.08.2019Navigoi ja paikallista kuin pöllö

Näytä lisää »