Equipa de investigação da Universidade Metropolitana de Tóquio controla a secagem de gotículas de impressão a jato de tinta com nanobolhas

De acordo com pt.wedoany.com-A equipa de investigação da Universidade Metropolitana de Tóquio (Tokyo Metropolitan University) introduziu nanobolhas nas gotículas de tinta de impressão a jato, conseguindo controlar o comportamento de secagem das gotículas sem utilizar aditivos.

A impressão a jato de tinta é uma tecnologia chave para aplicações de ponta, como microeletrónica e sistemas microeletromecânicos, além da impressão mediática moderna, exigindo a deposição de revestimentos e circuitos em superfícies com precisão micrométrica para formar padrões complexos. Durante a secagem natural, as partículas submicrométricas nas gotículas formam frequentemente padrões complexos ou indesejados, como o efeito "anel de café", onde os depósitos sólidos se acumulam principalmente nas bordas da gotícula. Para obter revestimentos uniformes, é comum misturar substâncias químicas que alteram a tensão superficial, mas estes compostos permanecem no filme, alterando as propriedades das partículas depositadas.

A equipa liderada pelo professor Arata Kaneko adotou uma nova abordagem, deixando de usar surfactantes ou partículas quimicamente modificadas, e recorrendo a nanobolhas dispersas no líquido para alterar as propriedades das gotículas. Na experiência de demonstração, a equipa dispersou nanopartículas de sílica em água, tratou-as com um gerador de nanobolhas, depositou gotículas de 1 nanolitro através de um bocal de jato de tinta num substrato de silício e deixou-as secar naturalmente. Os resultados mostraram que a suspensão sem bolhas apresentava um forte efeito de anel de café; as gotículas com bolhas exibiam efeitos gradualmente diferentes, com poucas bolhas a obter revestimentos mais uniformes, e mais bolhas a levar à acumulação de partículas no centro da gotícula. As bolhas não alteram as propriedades das nanopartículas em si, mas modificam a tensão superficial da suspensão e a molhabilidade da superfície.

O ponto crucial é que as bolhas não deixam qualquer depósito após a secagem das gotículas. Isto é extremamente importante para preservar as propriedades originais das nanopartículas, por exemplo, partículas de grafeno ou dióxido de molibdénio podem ser usadas em sensores de gás, cuja condutividade varia com a adsorção de gás, sendo a sensibilidade fortemente influenciada pela forma do depósito; as nanopartículas condutoras em circuitos também exigem superfícies limpas. Esta tecnologia representa um avanço importante para a impressão a jato de tinta em microdispositivos.

Este trabalho foi apoiado pela Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência (JSPS) através dos números de financiamento KAKENHI JP22H01377 e JP25K01136, e pelo fundo de promoção JKA sob o número 2024M-394.