به تازگی گزارشی منتشر شده که در آن به بررسی انواع جوهرها برای تولید منسوجات رسانا پرداخته شده است و در نهایت جوهرهای عاری از ذرات را برای این کار مناسب‌تر دانسته است.
جوهرهای عاری از ذرات برای منسوجات مناسب‌تر هستند
ترکیب عملکرد الکترونیکی با منسوجات امکان پایش پارامترهای بیومتریک را به روشی راحت و ساده فراهم می‌کند.
IDTechEx از کمبریج، که مطالعات مفصلی در این زمینه منتشر کرده است، می‌گوید: «اگرچه راهبردهای مختلفی برای رسانا کردن پارچه‌ها وجود دارد، مانند استفاده از جوهرهای چاپ شده روی یک لایه قابل انعطاف، اما جوهرهای عاری از ذرات برای چاپ مستقیم روی منسوجات مناسب‌تر هستند.»
برخلاف جوهرهای قابل انعطاف دارای ذرات بزرگ، در جوهرهای عاری از ذرات گرانروی کم و فقدان ذرات جوهرهای بدون ذرات را قادر می‌سازد تا به‌طور کامل در الیاف منسوجات نفوذ کنند. هنگامی که جوهر با فرآوری متالیزه می‌شود، الیاف خود رسانا می‌شوند و قابلیت تنفس‌پذیری و کشش پارچه اصلی را حفظ می‌کنند.
جوهرهای رسانا یک فناوری طولانی مدت بوده که از جوهرهای مبتنی بر ذرات نقره ساخته شده و به‌طور گسترده‌ای در صنایع مختلف از جمله صفحات خورشیدی و نوارهای تست گلوکز استفاده می‌شود. با این حال، این فناوری در حال توسعه بوده و در فضای جوهرهای رسانا، نوآوری گسترده‌ای وجود دارد. جوهرهای بدون ذرات یک نمونه امیدوارکننده با مزایا و کاربردهای متعدد هستند.
در جوهر عاری از ذرات، نمک فلزی محلول درجا احیاء و یک فلز تولید می‌شود. در مقایسه با جوهرهای رسانای مرسوم‌تر، این بدان معنی است که جوهر عاری از ذرات که فرآوری نشده، اغلب شفاف است. واکنش شیمیایی توسط گرما، نور یا پلاسما القا می‌شود و یک لایه فلزی رسانای صاف را تولید می‌کند.
هدایت الکتریکی بالا مزیت اصلی جوهرهای عاری از ذرات است. از آنجا که این فلز درجا تشکیل می‌شود و نسبت مواد چسبنده می‌تواند بسیار کم باشد، رسانایی می‌تواند تا ۸۰ درصد فلزات توده‌ای باشد. این البته بدان معنی است که می‌توان از جوهر کمتری استفاده کرد، با این مزیت که حلال کمتری برای تبخیر در هنگام پخت دارد.
در یک آزمایش کلاسیک شیمی در مدرسه، از معرف تولنس برای تولید آینه نقره‌ای در داخل یک لوله آزمایش و در این فرآیند از یک عامل احیاکننده استفاده می‌شود. این فرآیند مشابه فرآیند استفاده از جوهرهای نقره عاری از ذرات است. انعکاس پذیری پوشش نقره به‌دلیل سطح صاف آن است که از مزایای اصلی جوهرهای عاری از ذره نسبت به گزینه‌های دارای ذرات و حتی مبتنی بر نانوذرات است.
چنین جوهری برای کاربردهای فرکانس رادیویی (RF) بسیار مطلوب است. جوهرهای رسانای عاری از ذرات به‌دلیل گرانروی کم می‌توانند در لایه‌های بسیار نازک رسوب کنند. این موضوع برای کاربرد در فرکانس رادیویی مزیت دارد زیرا در فرکانس‌های بالا، هدایت فقط در نزدیکی سطح ماده رخ می‌دهد؛ بنابراین، لایه‌های نازک‌تر هزینه‌ها را کاهش می‌دهند زیرا کمتر به نقره (یا فلز دیگر) نیاز است.
ویسکوزیته و به‌طور کلی رئولوژی، در تعیین سازگاری جوهرهای رسانا با هر روش چاپ بسیار مهم است. از آنجا که جوهرهای عاری از ذرات می‌توانند ویسکوزیته بسیار کمی داشته باشند و خطر گرفتگی نازل را ندارند، در حالت ایده‌آل برای چاپ آئروسل و الکترو هیدرودینامیک (EHD) مناسب هستند. هر دو این روش‌های نوظهور دارای نازل‌هایی با دیافراگم بسیار کوچک هستند و به ترتیب قادر به چاپ خطوطی به نازکی ده تا یک میکرون هستند. خطوط رسوبی باریک باعث می‌شود که الکترونیک چاپی بتواند با روش‌هایی مانند فوتولیتوگرافی رقابت کند و بنابراین برای صنعت نیمه هادی استفاده شود.
