fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Université métropolitaine de Tokyo (Tokyo Metropolitan University) a introduit des nanobulles dans les gouttelettes d'encre d'impression jet d'encre, permettant de réguler le comportement de séchage des gouttelettes sans utiliser d'additifs.
L'impression jet d'encre est une technologie clé pour des applications de pointe telles que la microélectronique et les systèmes microélectromécaniques, au-delà des médias imprimés modernes. Elle exige le dépôt de revêtements et de circuits sur des surfaces avec une précision micrométrique pour former des motifs complexes. Lors du séchage naturel, les particules submicroniques dans les gouttelettes forment souvent des motifs complexes, voire indésirables, comme l'effet « anneau de café », où les dépôts solides s'accumulent principalement sur le bord de la gouttelette. Pour obtenir un revêtement uniforme, on mélange généralement des substances chimiques modifiant la tension superficielle, mais ces composés restent dans le film et altèrent les propriétés des particules déposées.
L'équipe dirigée par le professeur Arata Kaneko a adopté une nouvelle approche, n'utilisant ni tensioactifs ni particules chimiquement modifiées, mais exploitant des nanobulles dispersées dans le liquide pour modifier les propriétés des gouttelettes. Lors des expériences de démonstration, l'équipe a dispersé des nanoparticules de silice dans de l'eau, traité la suspension avec un générateur de nanobulles, puis déposé des gouttelettes de 1 nanolitre sur un substrat de silicium via une buse d'impression jet d'encre, avant de les laisser sécher naturellement. Les résultats montrent que la suspension sans bulles présente un fort effet d'anneau de café ; les gouttelettes contenant des bulles montrent un effet progressivement modifié : un petit nombre de bulles permet d'obtenir un revêtement plus uniforme, tandis qu'un plus grand nombre de bulles entraîne une accumulation de particules au centre de la gouttelette. Les bulles ne modifient pas les propriétés intrinsèques des nanoparticules, mais changent la tension superficielle de la suspension et sa mouillabilité sur la surface.
Le point crucial est que les bulles ne laissent aucun dépôt après le séchage des gouttelettes. Cela est extrêmement important pour préserver les propriétés originales des nanoparticules. Par exemple, les particules de graphène ou de dioxyde de molybdène peuvent être utilisées dans des capteurs de gaz, dont la conductivité varie avec l'adsorption des gaz, et la sensibilité est fortement influencée par la forme des dépôts ; les nanoparticules conductrices dans les circuits exigent également une surface pure. Cette technologie constitue une avancée significative pour l'impression jet d'encre de micro-dispositifs.
Ces travaux ont été soutenus par les subventions de recherche scientifique (KAKENHI) de la Société japonaise pour la promotion de la science (JSPS) sous les numéros JP22H01377 et JP25K01136, ainsi que par le fonds de promotion JKA sous le numéro 2024M-394.
