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下一代电子产品的铜基替代品

时间:2020-05-06 11:23:36 | 来源:

日本科学家已经开发出一种技术,可以将铜基物质转变成模仿贵金属和贵金属(例如金和银)特性的材料。这种由铜纳米颗粒(非常小的基于铜的结构)制成的新介质在电子设备的生产中具有广阔的应用前景,而电子设备本来就需要昂贵的金和银对应物。它也适用于使用公认的环保生产方法的印刷技术制造电子元件。

该研究于1月29日发表在《科学报告》上,这是《自然》杂志管理的在线开放获取期刊。

物联网(IoT)的发展迅速增加了对轻薄可穿戴电子设备的需求。例如,物联网取决于设备之间的通信,这需要天线,而天线迄今为止需要昂贵的金和银基金属复合材料。

迄今为止,用于制备铜纳米颗粒的现有技术并不理想,因为它们导致杂质附着在材料上。由于只能通过极高的温度除去这些杂质,因此在室温下生成的铜纳米粒子不纯,因此无法固化成可用的零件。到目前为止,这一直是在电子设备中创建更具成本效益的金银零件替代品的障碍之一。

东北大学的研究人员与东京的三井矿业冶炼有限公司共同进行的研究表明,成功地合成了铜纳米颗粒,该纳米颗粒能够在较低的温度下固化,同时保持纯净。该团队改变了铜纳米颗粒的结构,使其更加稳定,从而使其在低温下不会降解。

“铜在制备电路中一直是一种有吸引力的替代材料。使用铜最重要的部分是对其进行更改,以使其在低温下固化。到目前为止,这很困难,因为铜很容易与空气中的水分相互作用并降解,从而变成不稳定的纳米粒子。通过本研究中使用的改变碳结构从而使其更稳定的方法,我们已经成功克服了这种不稳定性问题,”副教授Kiyoshi Kanie博士补充道。东北大学先进材料多学科研究所。

研究人员希望将其铜基纳米颗粒的应用范围扩展到电子领域以外。他们认为,这些材料也将在其他领域有所帮助。“我们的方法有效地创建了基于铜纳米粒子的材料,可用于各种类型的按需柔性和可穿戴设备,这些设备可通过印刷工艺以非常低的成本轻松制造,” Kanie补充说。

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