p (Phys.org) —Embora possa parecer que pesquisadores da Universidade Tsinghua em Pequim estão esboçando uma ideia para um circuito em um pedaço de papel, na verdade, eles usam uma caneta especial que desenha circuitos reais com tinta à base de nanotubos de carbono. p Esta técnica, chamado de "desenho de fibra, "já foi usado para construir padrões, mas o comprimento da fibra geralmente é muito curto, com apenas alguns milímetros, e a velocidade de desenho é normalmente muito lenta. Essas desvantagens limitam seu uso na fabricação de circuitos.

p No novo estudo, os pesquisadores demonstraram que sua nova caneta pode desenhar fibras de nanotubos de carbono com mais de meio metro de comprimento, com velocidades de desenho rápidas de até 10 cm / segundo. Seu trabalho foi publicado em uma edição recente da Nano Letras .

p Devido à alta condutividade e excelente flexibilidade mecânica das fibras de nanotubos, os pesquisadores prevêem que as fibras podem servir como blocos de construção fundamentais para uma ampla variedade de dispositivos eletrônicos flexíveis, como eletrônicos vestíveis, telas de toque flexíveis, células solares flexíveis, RFIDs, e dispositivos 3D.

p Embora a caneta em si seja uma caneta comercial comum, a tinta consiste em uma combinação de fibras de nanotubo de carbono eletricamente condutoras e uma solução de polímero viscoso chamada óxido de polietileno (PEO). O PEO viscoso é altamente elástico e mecanicamente forte, o que lhe permite puxar longas fibras de nanotubos da solução durante o processo de escrita.

p "A técnica de desenho nos permite obter fibras de nanotubos de carbono muito longas, principalmente devido ao alto peso molecular do polímero e à alta viscosidade da solução precursora como tinta, "co-autor Hui Wu, Professor Associado da Universidade Tsinghua, contado Phys.org .

p Ao escrever, a caneta é levantada do papel para esticar e suspender as fibras, que pode então ser colocado sobre o substrato na posição desejada. Os pesquisadores demonstraram que padrões complexos de fibras podem ser desenhados à mão, e eles prevêem que uma precisão ainda maior pode ser alcançada usando dispositivos mecânicos avançados.

p Os pesquisadores também mostraram que aumentar a concentração de polímero da tinta aumenta o diâmetro das fibras de nanotubo de 300 nm para 3 µm. Em geral, as fibras mais finas têm melhor condutividade do que as mais grossas devido à melhor orientação das fibras.

p Os testes mostram que as fibras de nanotubos de carbono altamente condutoras também exibem excelente flexibilidade mecânica. Inicialmente, os pesquisadores esperavam que as fibras ultralongas de nanotubos de carbono mantivessem sua condutividade após dobrar e distorcer. Surpreendentemente, seus testes mostraram que as fibras realmente exibem um aumento na condutividade após a dobra - um aumento de cerca de 30% após 1000 ciclos de dobra. Os pesquisadores propõem que o estresse causado pela dobra deforma os polímeros e melhora o alinhamento dos nanotubos, que por sua vez aumenta a condutividade.

p No futuro, os pesquisadores esperam expandir a técnica de desenho para usar diferentes tipos de tinta para diferentes fins.

p "Agora estamos trabalhando para habilitar mais funções na fibra, "Disse Wu." Por exemplo, uma possibilidade são as fibras semicondutoras retiradas da ponta de uma caneta para aplicações de dispositivos flexíveis. " p © 2015 Phys.org