Inicio > Prensa > Los investigadores de TUS proponen un enfoque simple y económico para fabricar cableado de nanotubos de carbono en películas de plástico: el método propuesto produce cableado adecuado para desarrollar dispositivos totalmente de carbono, incluidos sensores flexibles y dispositivos de conversión y almacenamiento de energía.
 |
| Un método novedoso propuesto por investigadores de TUS para la fabricación de nanotubos de carbono de pared múltiple sobre sustratos flexibles, como películas de plástico, elimina muchos de los inconvenientes de las técnicas convencionales y puede usarse para producir en masa cableado de carbono para dispositivos electrónicos flexibles de carbono. . CRÉDITO Takashi Ikuno de TUS, Japón |
Abstracto:
Los nanotubos de carbono (CNT) son estructuras cilíndricas en forma de tubo hechas de átomos de carbono que muestran propiedades físicas muy deseables como alta resistencia, bajo peso y excelentes conductividades térmica y eléctrica. Esto los convierte en materiales ideales para diversas aplicaciones, incluidos materiales de refuerzo, dispositivos de almacenamiento y conversión de energía y electrónica. Sin embargo, a pesar de ese inmenso potencial, ha habido desafíos en la comercialización de CNT, como su incorporación en sustratos de plástico para fabricar dispositivos flexibles basados en CNT. Los métodos de fabricación tradicionales requieren entornos cuidadosamente controlados, como altas temperaturas y una sala limpia. Además, requieren transferencias repetidas para producir CNT con diferentes valores de resistencia.
Los investigadores de TUS proponen un enfoque simple y económico para fabricar cableado de nanotubos de carbono en películas de plástico: el método propuesto produce cableado adecuado para desarrollar dispositivos totalmente de carbono, incluidos sensores flexibles y dispositivos de conversión y almacenamiento de energía.
Tokio, Japón | Publicado el 3 de marzo de 2023
Se han desarrollado como alternativas métodos más directos, como la transferencia directa inducida por láser (LIFT) y la fusión térmica (TF). En el método LIFT, se usa un láser para transferir directamente los CNT a los sustratos, mientras que en TF, los CNT se mezclan con polímeros que luego se eliminan selectivamente con un láser para formar cables de CNT con valores de resistencia variables. Sin embargo, ambos métodos son costosos y tienen sus problemas únicos. LIFT requiere láseres pulsados costosos y la preparación de CNT con valores de resistencia específicos, mientras que TF utiliza grandes cantidades de CNT que no se utilizan y se desperdician.
Con el objetivo de desarrollar un enfoque más simple y económico, el Profesor Asociado Dr. Takashi Ikuno junto con sus colaboradores, el Sr. Hiroaki Komatsu, el Sr. Yosuke Sugita y el Sr. Takahiro Matsunami de la Universidad de Ciencias de Tokio, Japón, propusieron recientemente un método novedoso que permite fabricación de cableado CNT de paredes múltiples (MWNT) en una película de plástico en condiciones ambientales (temperatura ambiente y presión atmosférica) utilizando un láser de bajo costo.
El avance, publicado en la revista Scientific Reports el 08 de febrero de 2023, implica recubrir una película de polipropileno (PP) con una película MWNT de aproximadamente 10 μm de espesor y luego exponerla a un láser UV mW. El resultado es un cableado conductor hecho de una combinación de MWNT y PP.
“Este proceso permite 'dibujar' fácilmente el cableado y dispositivos flexibles para sensores portátiles sin necesidad de procesos complejos”, destaca el Dr. Ikuno.
Los investigadores atribuyeron la formación de estos cables a la diferencia en las conductividades térmicas entre el MWNT y la película de PP. A medida que la película MWNT/PP se expone al láser, la alta conductividad térmica de la capa MWNT hace que el calor se propague a lo largo del cable, lo que genera altas temperaturas en la interfaz MWNT-PP y temperaturas más bajas en otras partes de la película PP. . Directamente debajo del láser, donde las temperaturas son más altas, el PP se difunde en la película MWNT para formar un compuesto grueso de PP/MWNT, mientras que se forma una capa delgada de PP/MWNT en los bordes del láser donde las temperaturas son relativamente bajas.
El método propuesto también permite la fabricación de alambres de carbono con diferentes valores de resistencia dentro del mismo proceso (sin transferencia repetida) simplemente cambiando las condiciones de irradiación, eliminando así la necesidad de pasos adicionales. Exponer la película de PP/MWNT a altas energías láser, ya sea mediante bajas velocidades de escaneo, una gran cantidad de exposiciones láser o el uso de un láser de alta potencia, produce alambres más gruesos con una mayor concentración de MWNT. En consecuencia, la menor resistividad de MWNT y el alambre más grueso reducen la resistencia por unidad de longitud del alambre (la resistencia es directamente proporcional a la relación entre la resistividad y el espesor del alambre).
Al controlar con precisión la exposición de la película MWNT/PP a la luz láser, los investigadores fabricaron con éxito cables MWNT con una amplia gama de valores de resistencia, desde 0.789 kΩ/cm hasta 114 kΩ/cm. Además, estos alambres eran muy flexibles y mantenían su resistencia incluso cuando se doblaban repetidamente.
Además, el método resolvió uno de los problemas urgentes de las técnicas actuales, a saber, la incapacidad de las técnicas LIFT y TF para reutilizar los CNT no utilizados en el proceso de fabricación. En el método propuesto, los MWNT que no se incorporan a la película de PP durante la irradiación con láser se pueden recuperar y reutilizar, lo que permite la creación de nuevos cables de MWNT con poco o ningún cambio en los valores de resistencia.
Con su simplicidad, la utilización eficiente de CNT y la capacidad de crear cables de alta calidad, el nuevo método tiene el potencial de realizar la fabricación a gran escala de cableado de carbono flexible para sensores flexibles y dispositivos de conversión y almacenamiento de energía.
“Esperamos que el costo del proceso se reduzca significativamente en comparación con los métodos convencionales. Esto, a su vez, contribuirá a la realización de sensores flexibles de bajo costo que se espera tengan amplias aplicaciones en grandes cantidades”, concluye el Dr. Ikuno.
####
Acerca de la Universidad de Ciencias de Tokio
La Universidad de Ciencias de Tokio (TUS) es una universidad conocida y respetada, y la universidad privada de investigación especializada en ciencias más grande de Japón, con cuatro campus en el centro de Tokio y sus suburbios y en Hokkaido. Establecida en 1881, la universidad ha contribuido continuamente al desarrollo de la ciencia en Japón al inculcar el amor por la ciencia en investigadores, técnicos y educadores.
Con la misión de “Crear ciencia y tecnología para el desarrollo armonioso de la naturaleza, los seres humanos y la sociedad”, TUS ha emprendido una amplia gama de investigaciones, desde la ciencia básica hasta la aplicada. TUS ha adoptado un enfoque multidisciplinario para la investigación y ha realizado estudios intensivos en algunos de los campos más vitales de la actualidad. TUS es una meritocracia donde se reconoce y fomenta lo mejor de la ciencia. Es la única universidad privada en Japón que ha producido un ganador del Premio Nobel y la única universidad privada en Asia que produce ganadores del Premio Nobel dentro del campo de las ciencias naturales.
Pagina web: https://www.tus.ac.jp/en/mediarelations/
Acerca del profesor asociado Takashi Ikuno de la Universidad de Ciencias de Tokio
Takashi Ikuno recibió su Ph.D. Licenciado de la Universidad de Osaka, después de lo cual trabajó en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y UC Berkeley, EE. UU. como investigador postdoctoral y luego en Toyota Central R&D Labs como investigador principal. Actualmente trabaja como profesor asociado en el Departamento de Electrónica Aplicada de la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS), Japón. Sus intereses de investigación incluyen el desarrollo de dispositivos electrónicos con nanocarbono y nanomateriales de baja dimensión. Él puede ser contactado en
Información de financiación
Este trabajo fue apoyado en parte por Grant-in-Aid for Scientific Research (C)(22K04880) de la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia, MEXT, y la "Infraestructura de Investigación Avanzada para Materiales y Nanotecnología en Japón (ARIM)" del Ministerio de Educación, Cultura, Deporte, Ciencia y Tecnología (MEXT). Número de propuesta JPMXP1222NM0102.
Para obtener más información, por favor haga clic esta página
Contactos:
Hiroshi Matsuda
Universidad de Ciencias de Tokio
Contacto experto
Profesor Takashi Ikuno
Universidad de Ciencias de Tokio
Copyright © Universidad de Ciencias de Tokio
Si tienes un comentario, por favor Contacto con nosotros.
Los emisores de comunicados de prensa, no 7th Wave, Inc. o Nanotechnology Now, son los únicos responsables de la precisión del contenido.
Marcador:
| Enlaces Relacionados |
| Noticias relacionadas Prensa |
Noticias e informacion
Los científicos superan los límites de la manipulación de la luz a nivel submicroscópico 3 de marzo de 2016
Nanopartículas lipídicas altamente efectivas en terapia génica 3 de marzo de 2016
Futuros posibles
Los científicos desarrollan elastómeros de respuesta electromecánica autoajustables 3 de marzo de 2016
Progreso reciente de catalizadores de un solo átomo de metal no noble a base de carbono para electrocatálisis de conversión de energía 3 de marzo de 2016
Destruyendo la superconductividad en un metal kagome: control electrónico de las transiciones cuánticas en material candidato para la futura electrónica de baja energía 3 de marzo de 2016
Tecnología de la memoria
Acercándose al régimen de terahercios: los imanes cuánticos a temperatura ambiente cambian de estado billones de veces por segundo 20 de enero de 2023.
Los científicos desentrañan el misterio del 'efecto Hall' en la búsqueda de dispositivos de almacenamiento de memoria de próxima generación 19 de agosto, 2022
Nanotubos / Buckyballs / Fullerenos / Nanorods
Desarrollos actuales y futuros en nanomateriales y nanotubos de carbono: aplicaciones de nanomateriales en almacenamiento de energía y electrónica 28 de Octubre,2022
Buckyballs en oro son menos exóticos que el grafeno 22nd julio, 2022
Las fibras de nanotubos de nitruro de boro se hacen realidad: el laboratorio de arroz crea las primeras fibras estables tolerantes al calor a partir del proceso de hilado en húmedo 24 de junio de 2022.
Sensores
Los científicos superan los límites de la manipulación de la luz a nivel submicroscópico 3 de marzo de 2016
Los nuevos sensores de nanocables son el siguiente paso en el Internet de las cosas 6 de enero de 2023.
descubrimientos
Los científicos desarrollan elastómeros de respuesta electromecánica autoajustables 3 de marzo de 2016
Progreso reciente de catalizadores de un solo átomo de metal no noble a base de carbono para electrocatálisis de conversión de energía 3 de marzo de 2016
Destruyendo la superconductividad en un metal kagome: control electrónico de las transiciones cuánticas en material candidato para la futura electrónica de baja energía 3 de marzo de 2016
Anuncios
Progreso reciente de catalizadores de un solo átomo de metal no noble a base de carbono para electrocatálisis de conversión de energía 3 de marzo de 2016
Destruyendo la superconductividad en un metal kagome: control electrónico de las transiciones cuánticas en material candidato para la futura electrónica de baja energía 3 de marzo de 2016
Obtención de fármacos a través de la barrera hematoencefálica mediante nanopartículas 3 de marzo de 2016
Entrevistas / Reseñas de libros / Ensayos / Informes / Podcasts / Revistas / Libros blancos / Carteles
Progreso reciente de catalizadores de un solo átomo de metal no noble a base de carbono para electrocatálisis de conversión de energía 3 de marzo de 2016
Destruyendo la superconductividad en un metal kagome: control electrónico de las transiciones cuánticas en material candidato para la futura electrónica de baja energía 3 de marzo de 2016
Obtención de fármacos a través de la barrera hematoencefálica mediante nanopartículas 3 de marzo de 2016
Energía
Hágalos lo suficientemente delgados y los materiales antiferroeléctricos se volverán ferroeléctricos. 10 de febrero de 2023.
La estabilidad de las células solares de perovskita alcanza el siguiente hito 27 de enero de 2023.
El material de construcción con sensor de temperatura cambia de color para ahorrar energía 27 de enero de 2023.
- Distribución de relaciones públicas y contenido potenciado por SEO. Consiga amplificado hoy.
- Platoblockchain. Inteligencia del Metaverso Web3. Conocimiento amplificado. Accede Aquí.
- Fuente: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=57307
