В Красноярске изобрели метод получения высококонцентрированных чернил для 3D-печати растворением металлов

Учёные Красноярского научного центра СО РАН разработали простой и результативный метод получения высококонцентрированных растворов металлов. Результаты их изысканий стали темой серии научных статей, последняя из них вышла в журнале Colloid Journal.

Инновационную методику опробовали на серебре. Продуктом эксперимента стал раствор наночастиц этого металла с содержанием до 1800 грамм на литр. Такая концентрация была достигнута впервые в мире.

Способ основан на переводе водной фазы (гидрозоля) в органическую (органозоль). "Основное различие между органозолями и гидрозолями заключается в типе среды: органозоли имеют органическую среду, а гидрозоли — водную. Преимущество органозолей перед гидрозолями заключается в том, что органозоли содержат органические растворители, такие как спирты и эфиры, которые обеспечивают лучшую стабильность и совместимость с различными материалами и поверхностями. Это делает органозоли более эффективными", — объясняет старший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН кандидат химических наук Сергей Воробьёв.

"В своей работе мы использовали метод фазового переноса. Этот метод заключается в первоначальном приготовлении гидрозолей наночастиц серебра с последующим переводом частиц в органическую фазу, — продолжает он. -Полученные органозоли серебра стабильны, то есть менее склонны к слипанию, укрупнению, растворению и окислению, и могут быть концентрированы путем частичного удаления растворителя до содержания металлов 1800 грамм на литр".

Для перевода раствора из одной фазы в другую использован ортоксилол — дешёвый, умеренно токсичный и малолетучий нефтепродукт.

Полученный органозоль серебра очень устойчив — переносит хранение до семи месяцев и многократную сушку с восстановлением в зольную форму без потери свойств. А они у него — более чем впечатляющие: нанесённый на стекло раствор серебра образовал зеркальную поверхность с высокой электропроводностью, которая после термообработки выросла ещё в шесть раз.

Самое главное — методика универсальна: можно растворять не только серебро, но и другие металлы в наноразмерном состоянии. А это открывает совершенно фантастические перспективы применения изобретения — от изготовления чернил для 3D-печати до таргетирования противоопухолевой терапии в биомедицине.

"Продукт можно использовать в печатных и струйных принтерах для создания проводящих дорожек без необходимости отжига. Это открывает путь к производству печатной и наносимой дешёвой электроники на гибких основах — таких как печатные платы и тонкие серебряные плёнки", — привёл пример Воробьёв.