Tintas de Elastômero Embutido de Ag–In–Ga Bipássico para Eletrônica Multicamadas Ultra-Elástica Impressa Digitalmente

Uma tinta ternária bipássica de Ag-In-Ga que demonstra alta condutividade elétrica, extrema elasticidade e baixo fator de gauge eletromecânico (GF) é apresentada. Ao contrário de ligas de metal líquido populares, como o galho eutético de gálio-indio (EGaIn), esta tinta é facilmente imprimível e não borra, além de aderir fortemente a uma variedade de substratos. Usando esta tinta e uma impressora de extrusão simples, é demonstrada a capacidade de realizar a escrita direta de circuitos ultrafinos, multicamadas, que são altamente elásticos (deformação máx. >600%), possuem excelente condutividade (7,02 × 10^5 S m-1) e apresentam apenas um GF modesto (0,9) relacionado à razão do aumento percentual da resistência da trilha com deformação mecânica. A tinta é sintetizada misturando quantidades otimizadas de EGaIn, microflocos de Ag e copolímeros de estireno-isopreno, que funcionam como um ligante hipereástico. Quando comparada ao mesmo composto sem EGaIn, a tinta de Ag-In-Ga mostra condutividade mais de 1 ordem de magnitude maior, até ∼27× menor GF e ∼5× maior elasticidade máxima. Nenhuma mudança significativa na resistência da tinta foi observada após 1000 ciclos de deformação. A análise microscópica mostra que a mistura de EGaIn e microflocos de Ag promove a formação de micropartículas de AgIn2, resultando em uma tinta bipássica coesiva. A tinta pode ser sinterizada à temperatura ambiente, tornando-a compatível com muitos substratos sensíveis ao calor. Além disso, utilizando uma impressora baseada em extrusão comercial simples, é demonstrada pela primeira vez a capacidade de realizar impressão digital de circuitos elásticos multicamadas sem estêncil sobre vários substratos, incluindo adesivos médicos para curativos.