Рисовать электросхемы станет легче

Любой профессиональный проектировщик электрических схем, как, впрочем, и любитель электротехники, хотел бы иметь возможность нарисовать электрическую схему на бумаге, стене или ткани обычной шариковой ручкой. Благодаря результатам работы канадских ученых под руководством Юнь Яна («ACS Nano», 2015, doi: 10.1021/acsnano.5b05082) эти мечты вскоре могут сбыться.

Разработанные ими чернила, в состав которых входят соль серебра и адгезив, прилипают к поверхностям различной фактуры и сохраняют электропроводность даже после неоднократной деформации поверхности. В случае разрыва цепи восстановить ее можно, просто дорисовав поврежденные линии. Руководитель исследования считает, что это будет очень простой и востребованный способ получения рукотворных электрических схем.

Вообще, электропроводные чернила, содержащие серебро, уже давно коммерчески доступны, их применяют для печати электрических схем. Однако эти чернила нельзя использовать в шариковых ручках, поскольку наночастицы серебра в их составе могут слипаться и закупоривать стержень. Опытную партию чернил с наночастицами серебра, подходящих для шариковых ручек, все же сделали, но эти чернила могут писать не на всех типах поверхности, да и растягивать такие электрические схемы нельзя.

Канадские химики изготовили новые чернила, не содержащие наночастиц серебра: они растворили трифторацетат серебра и блок-сополимер стирола и изопрена в бутаноне, добавив дополнительные компоненты, повышающие текучесть. Потом они заполнили пишущий стержень обычной шариковой ручки новыми чернилами и нанесли рисунки на бумагу, пластмассу и резину. После высыхания чернил рисунок обработали щелочным раствором формальдегида, соль серебра восстановилась, и образовались наночастицы металлического серебра, которые обеспечили электропроводность нарисованной линии. Правда, нанесенные шариковой ручкой линии электрической схемы следует обвести два-три раза — только так удается добиться хорошей электропроводности. Кроме того, оказалось, что электропроводность рисунка тем выше, чем ровнее поверхность, на которую он наносится.

Руководитель исследования Ян полагает, что с помощью разработанной им методики можно будет получать чернила и с другими металлами, например с медью. Исследователи уже учредили фирму «Nectro» для производства и продажи шариковых ручек с новыми чернилами и с «ластиком» на другом конце — предусмотрена возможность исправлять ошибки в нарисованных схемах.

С помощью обычной шариковой ручки, заполненной новыми чернилами, на резиновой подложке нарисовали электрическую схему в форме сердца, к которой подключили 14 светоизлучающих диодов. Они продолжают светиться при растяжении и сгибании подложки