The power of polymer wrapping

Elektronica drukken met inkt van koolstof nanobuizen

Koolstof nanobuizen hebben erg goede elektrische, mechanische en thermische eigenschappen. Door de nanobuizen oplosbaar te maken in organische oplosmiddelen, is het mogelijk ze als nanobuisinkt te gebruiken om elektronische apparaten te produceren, zoals zonnecellen of veldeffecttransistoren. Het maken van inkten van koolstofbuizen heeft ertoe geleid dat apparaten te kunnen vervaardigen zoals we kranten drukken.

Bij de productie van nanobuizen van koolstof ontstaan zowel halfgeleidende als metallische buisje. Voor de productie van koolstof nanobuisinkten is het belangrijk dat we beide typen koolstof nanobuizen kunnen scheiden, om halfgeleidende koolstof nanobuizen met een hoge zuiverheid te verkrijgen. Jorge Salazar Rios gebruikte geconjugeerde polymeren gebruikt om deze scheiding uit te voeren.

Zijn resultaten laten zien welke polymeren beter binden aan de koolstof nanobuizen om de halfgeleidende nanobuizen te isoleren. Door de chemische structuren te analyseren met behulp van simulaties heeft hij ontdekt hoe de interactie tussen het polymeer en de koolstof nanobuizen loopt. Ook zag hij in zijn experimenten dat specifieke additieven in de inkt controle over de polariteit van de transistors mogelijk maken, wat belangrijk is voor de productie van verschillende technologische toepassingen.

Ten slotte is het gelukt om met de halfgeleidende koolstof nanobuisinkten op maat gemaakte hoogwaardige veldeffecttransistoren te fabriceren. Dankzij dit onderzoek kunnen deze eenvoudiger en goedkoper worden geproduceerd. Salazar Rios heeft bovendien aangetoond dat een laag van halfgeleidende koolstof nanobuisinkt in een zonnecel de stabiliteit aanzienlijk verbetert, wat zou kunnen leiden tot een breder gebruik van zonnecellen als een bron van groene energie.

Het promotieonderzoek van Jorge Salazar Rios vond plaats bij de afdeling Physics of Organic Semiconductors van het Zernike Institute for Advanced Materials, met financiering van de voormalige stichting FOM (nu NWO).

Lees voor meer achtergrondinformatie over dit onderzoek ook het bericht Transistors van koolstof nanobuisjes via zelforganisatie.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/5b787693-b6df-4607-8327-cb16789cde75