神笔马良来了：一支笔画出一个电路

材料牛注：想要笔下设计的电路图即画即用么？想要一张纸一支笔就使可爱的小灯泡发光么？请看莱布尼茨新材料研究所的科学家们发明的新型混合油墨，让每一个人都变成电子世界的神笔马良。

莱布尼茨新材料研究所（INM)的科学家们结合有机和无机电子材料的优势制造出了一种新型混合电子油墨，这种材料可以让我们在纸上用笔画出电子电路。未来电路将被打印出来。能够用廉价的印刷工艺将柔性电路印在金属薄片或纸上，并允许采用弧形二极管和输入元素的进行未来设计，这需要在曲面上能被打印出来并保持高电导率的可印刷电子材料。一些已经投入研究的材料包括有机导电聚合物和导电氧化物（TCOs）纳米粒子。

研究者们将在今年的汉诺威工业博览会的2号厅B46号展位上展示他们的成果和发展潜力，以此作为4月25日至29日举办的研究和技术主题展的一部分。

为了制造混合油墨，研究者们用有机导电性聚合物涂覆金属纳米颗粒并使其悬浮在酒精中。这些悬浮液可直接用笔画在纸或金属薄片上，无需其他处理，待凝固后即可形成电路。

“举个例子，导电聚合物可在OLED中使用，因为OLED也可以制造于柔性衬底上。”INM结构形成调研组的负责人Tobias Kraus解释说。“我们这里介绍的金属和纳米颗粒的组合同时具有机械灵活性与金属的坚固性，并有更高的导电率。”

研究者将有机聚合物与金或银纳米颗粒相结合。有机化合物具有三个功能：“首先，化合物作为配位体，能够保证纳米颗粒悬浮在液体混合物中；颗粒的团聚会对印刷过程产生负面影响。同时，有机配体将保证纳米颗粒凝固时保持良好的排布。最后，有机化合物在材料中起“铰链”的作用：如果材料是弯曲的，有机化合物能够保证材料的电导率——当材料受到弯曲时，没有聚合物保护的金属颗粒，其电导率会很快遭到破坏。“材料科学家Kraus继续说道。由于这两种材料的结合，弯曲时，其导电率总是优于纯导电性聚合物层或纯金属纳米颗粒层。

“有配位体的金属纳米颗粒已经应用于打印电路，”物理化学家Kraus解释道，并且外壳大多需要通过烧结工艺去除，因为虽然它们起到了控制纳米颗粒结构的作用，但是另一方面，它们是不导电的。他补充说，这对于温度敏感的衬底材料，如纸或聚合物膜，是非常困难的，因为这些材料会在烧结过程中被被损坏。Kraus总结他的研究成果说：“我们的新型混合油墨一旦凝固就能导电，并且机械灵活性好，也不需要烧结。”

原文链接：New hybrid inks permit printed, flexible electronics without sintering

本文由编辑部薛文嘉编译，张虹雨审核。