Preparation of Solid Silver Nanoparticles for Inkjet Printed Flexible Electronics with High Conductivity

Pada saat ini, teknologi yang sedang berkembang adalah teknologi berbasis nano atau sering disebut nanoteknologi. Nanopartikel merupakan suatu partikel dengan ukuran nanometer, yaitu sekitar 1--100 nm. Nanopartikel menjadi kajian yang sangat menarik, karena material yang berada dalam ukuran nano biasanya memiliki partikel dengan sifat kimia atau fisika yang lebih unggul dari material yang berukuran besar (bulk). Material atau struktur yang mempunyai ukuran nano akan mempunyai sifat-sifat yang berbeda dari material asalnya.

Sintesis Nanopartikel Logam

Cara alami atau sintetis dapat mensintesis NP dengan dua pendekatan dasar, termasuk berbagai metode sub-persiapan. Pendekatan pertama disebut metode "Top Down", termasuk memecah bahan padat massal menjadi potongan-potongan kecil dengan menerapkan energi eksternal dari teknik fisik, kimia, dan termal. Pendekatan kedua, yang disebut "Bottom Up", menyatukan dan menggabungkan atom atau molekul gas atau cairan. Pendekatan top-down cukup mahal.

Keuntungan yang signifikan dari perlakuan dalam larutan adalah kemungkinan menghasilkan NP yang dienkapsulasi menggunakan surfaktan sebagai cangkang pelindung, yang memungkinkan untuk memperoleh NP yang sangat homogen dan tersebar dengan baik.

 

Sintesis Nanopartikel Perak

Di antara berbagai jenis NP, AgNP telah banyak dikembangkan untuk digunakan dalam berbagai aplikasi karena sifatnya yang luar biasa. Aplikasi umum dari AgNP meliputi pakaian dan tekstil, peralatan medis, penyimpanan makanan, kosmetik, tabir surya, deterjen, perban, dan sensor. Beberapa penelitian menemukan bahwa AgNP memiliki sitotoksisitas yang dapat menginduksi pembentukan ROS dalam sel. Selain itu, produk perawatan pribadi sintetis atau yang digunakan, baik industri atau rumah tangga, menghasilkan pelepasan NP, yang pada akhirnya berakhir di saluran pembuangan. Air limbah yang tidak diolah ini mempengaruhi ekosistem perairan dan juga mikroorganisme.

Secara khusus, AgNP dengan ukuran dan bentuk yang berbeda telah digunakan dalam lingkup penggunaan dan peralatan klinis yang luas, seperti gadget elektronik, pelapis, pembersih, pembersih, saputangan.

Keuntungan yang signifikan dari perlakuan dalam larutan adalah kemungkinan menghasilkan NP yang dienkapsulasi menggunakan surfaktan sebagai cangkang pelindung, yang memungkinkan untuk memperoleh NP yang sangat homogen dan tersebar dengan baik.

OVERVIEW OF FLEXIBLE ELECTRONICS TECHNOLOGY

Dalam beberapa tahun terakhir, semakin banyak perhatian yang diberikan pada teknologi pencetakan inkjet karena penggunaannya dalam berbagai aplikasi seperti sel fotovoltaik, dioda pemancar cahaya (LED), transistor film tipis organik.

Elektronik fleksibel, juga dikenal sebagai elektronik yang dapat dicetak/organik, mewakili teknologi untuk membangun sirkuit elektronik dengan memasukkan perangkat elektronik ke dalam substrat yang fleksibel. Bahan organik polimer dan bahan anorganik adalah dua jenis bahan yang diadopsi dalam elektronik fleksibel.

Keunggulan unik teknologi inkjet adalah teknologi ini menyediakan proses pembuatan pola aditif secara digital, non-kontak, dan tanpa masker yang dapat digunakan untuk menyimpan dan membuat pola rentang bahan yang sangat luas. Keuntungan lain dari teknologi ini mencakup biaya rendah, penghematan bahan, dan skalabilitas untuk manufaktur di area yang luas. Fitur-fitur ini menjadikan teknik pencetakan inkjet sangat cocok untuk mencetak jalur dan pola konduktif ke berbagai media yang fleksibel dalam pembuatan sirkuit atau perangkat elektronik.

Salah satu komponen terpenting dalam pencetakan inkjet elektronik fleksibel adalah bahan konduktif. Elektronik fleksibel, juga dikenal sebagai elektronik yang dapat dicetak/organik, mewakili teknologi untuk membangun sirkuit elektronik dengan memasukkan perangkat elektronik ke dalam substrat yang fleksibel. Bahan organik polimer dan bahan anorganik adalah dua jenis bahan yang diadopsi dalam elektronik fleksibel.

Suspensi logam NP dianggap sebagai bahan cetak inkjet kandidat yang paling menjanjikan. Bahan konduktif telah dipelajari, seperti polimer konduktif, karbon, graphene, senyawa organo-logam, prekursor logam dan metal NPs. Sebagian besar tinta konduktif metal NPs didasarkan pada silver NPs karena perak curah menunjukkan resistivitas terendah di antara semua elemen logam. Suspensi metal NPs dianggap sebagai bahan cetak inkjet kandidat yang paling menjanjikan, perak juga lebih murah dibandingkan emas, dan tidak seperti tembaga, kontrol yang cermat terhadap kandungan oksigen di atmosfer.

Dalam studi ini, reaksi dilakukan dalam media larutan, dan silver NPs dapat dikumpulkan dengan mudah melalui pengeringan tanpa sentrifugasi. Selain itu, silver NPs dapat disimpan dalam bentuk padat tanpa degenerasi atau oksidasi dalam jangka waktu lama. Untuk mencetak pola konduktif perak, tinta silver NPs dengan kandungan padat berbeda dapat dibuat secara sederhana dan cepat dengan mendispersikan bubuk silver NPs dalam jumlah berbeda ke dalam air deionisasi dalam jumlah tertentu.

Ketika tinta perak dengan tegangan permukaan dan kekentalan yang sesuai, disesuaikan dengan menambahkan etilen glikol (EG), disuntikkan ke dalam kartrid tinta, tinta tersebut dapat dicetak langsung ke media fleksibel dengan printer inkjet warna umum, yang berbiaya rendah (kurang dari tiga ratus dolar) dan mudah dioperasikan.  Selain itu, penelitian ini menunjukkan bahwa pola konduktif tinggi yang dicetak pada kertas dan PET dalam kondisi ruangan memberikan metode yang efisien untuk pembuatan perangkat elektronik yang fleksibel. Tinta ini berhasil dicetak pada kertas dan media PET menggunakan printer warna umum