بر اساس تحقیقی که اخیرا منتشر شده، محققان دانشگاه راتگرز (Rutgers) و دانشگاه ایالتی اورگان (Oregon State University) در حال توسعه روش جدیدی برای زینترینگ نانومواد هستند که میتواند منجر به تولید ارزانتر و سریعتر دستگاههای لایه نازک انعطافپذیر از قبیل صفحههای نمایش لمسی و پوششهای پنجرههای هوشمند شود. روش زینترینگ نور پالسی شدید (intense pulsed light sintering) با تابش یک نور پر انرژی بر روی سطحی به بزرگی تقریبی حدود 7000 برابر سطح پردازش شده توسط یک پرتو لیزر میتواند ظرف چند ثانیه منجر به اتصال نانو ذرات به یکدیگر و ایجاد پوشش بر روی یک سطح انعطافپذیر شود.
در روش رایج زینترینگ نور پالسی، دمای لازم برای ذوب نانو ذرات نقره و اتصال آنها به یکدیگر در قالب ساختاری که رسانای جریان الکتریکی باشد حدود 250 درجه سانتیگراد (482 درجه فارنهایت) است. اما در تحقیق جدیدی که توسط مایکل دکستر (Michael Dexter) دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی راتگرز انجام و در مجله RSC Advances شد نشان داده شده که انجام فرآیند زینترینگ در دمای 150 درجه سانتیگراد (302 درجه فارنهایت) با حفظ خاصیت هدایت الکتریکی ساختار ایجاد شده به خوبی امکانپذیر است.
برای انجام این تحقیق از نانو نقره با مرفولوژی کروی و نانو سیم استفاده شده است. از مزایای این روش کاهش قابل ملاحظهی دمای مورد نیاز برای زینترینگ است که امکان استفاده از زیرلایههای پلاستیکی ارزان قیمت و حساس به حرارت مانند پلیاتیلن ترفتالات (PET) و پلیکربنات در دستگاههای انعطافپذیر را فراهم میکند بدون اینکه آسیبی به آنها وارد کند.
Malhotra استادیار گروه مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه راتگرز گفت: زینترینگ نانومواد با استفاده از نور پالسی میتواند تولید سریع دستگاههای انعطافپذیر را با صرفه جویی مقیاس (فرآوری زیاد که با ازدیاد فروش و کم شدن قیمت همراه است) ممکن کند. نوآوری ما با ایجاد امکان استفاده از زیرلایههای ارزانتر حساس به دما این قابلیت را گسترش خواهد داد.
نانو ذرات نقره امتزاج یافته و زینتر شده عموما برای هدایت جریان الکتریکی در دستگاههای مختلف از قبیل شناسه فرکانس رادیویی (RFID)، نمایشگرها و سلولهای خورشیدی استفاده میشود. در نتیجه ساخت لایه انعطافپذیر از نانو ذرات نقره متکی به تف جوشی نانو ذرات بر روی یک زیرلایه انعطافپذیر مثل پلاستیکها یا دیگر پلیمرهاست.
شماتیک فرآیند زینترینگ نانو ذرات به روش نور پالسی شدید با استفاده از لامپ زنون
در تحقیق دیگری که در مجله Scientific Reports منتشر شده، محققان دو دانشگاه نام برده موفق شدند با استفاده از زینترینگ نور پالسی شدید لایههایی نیمه هادی از نانو ذرات سولفید مس با ضخامت کمتر از 100 نانومتر تولید کنند.
Malhotra گفت: در مقایسه با زمانهایی در محدودهی چندین دقیقه و ساعت که در حال حاضر برای انجام فرآیند مورد نیاز است ما توانستیم زینترینگ را در بازه زمانی 2 تا 7 ثانیه انجام دهیم. علاوه بر این نشان دادیم چگونه با استفاده از زینترینگ نور پالسی شدید میتوان خواص الکتریکی و اپتیکی فیلم را کنترل کرد.
یافتههای این گروه تحقیقاتی میتواند تولید فیلمهای نازک سولفید مس مورد استفاده در پوششهای پنجرههای کنترل کننده اشعه مادون قرمز خورشید، ترانزیستورها و سوئیچها را سرعت بخشد