full2012.pdf - page 399

šœÎµ
ในการสร้างเส้นลายวงจรนําไฟฟ้ าด้วยวิธีแบบเดิ มมีข้อเสี ยหลายข้อด้วยกัน ตัวอย่างเช่ น มีขั้ นตอนในการทําการ
ผลิตหลายขั้นตอน(การใช้กรดกัด อิ เล็กโทรเพลทติ้ง ฯลฯ) ดังนั้ นจึงใช้ เวลาในการผลิตที่นานและมี ค่าใช้ จ่ายที่สูง ซึ่ งใน
ปัจจุบันการพิมพ์ เป็ นทางเลือกที่ น่าสนใจเพื่ อสร้างเส้นลายนําไฟฟ้ าเนื่ องจากมีขั้ นตอนน้อยและมีค่าใช้จ่ายในการผลิตที่ถู ก
กว่าแบบเดิม จากงานวิจัยที่ผ่านมาได้มีการศึกษาหมึกนําไฟฟ้ าในหลากหลายชนิด เช่น โลหะหลอมเหลว (molten metal)
[Liu 2001; Orme 2000; Gao 1994] โพลีเมอนําไฟฟ้ า(conductive polymer) [Sirringhaus 2000] สารประกอบโละอินทรี ย์
(organo-metallic compounds) [Cuk 2000, Rozenberg 2002] สารตั้ งต้น(metal precursors) [ Liu 2005] และอนุภาคโลหะ
แขวนลอย (metallic nanoparticles suspensions) โดยหมึกนําไฟฟ้ าแบบมี อนุภาคโลหะแขวนลอยได้รับความสนใจมากที่ สุด
เนื่องจากให้ เส้นลายวงจรที่มีค่าความต้านทานที่ ตํ่า และต้นทุนการผลิ ตตํ่า
หมึกเงิ นนําไฟฟ้ าได้เป็ นที่ นิยมใช้กันอย่างแพร่ หลายเพราะมีค่าการนําไฟฟ้ าที่สูง นอกจากนี้ อนุภาคนาโนเงินยัง
สามารถอบให้รวมตัวกันที่อุ ณหภูมิตํ่ าและออกไซด์ของเงินก็สามารถนําไฟฟ้ าได้ แต่อย่างไรก็ ตามหากทําการผลิตในระดับ
อุตสาหกรรมก็จะมี ราคาที่สูง ดังนั้ นทองแดงจึงเป็ นทางเลื อกหนึ่งที่ น่าสนใจเพราะมี ค่าการนําไฟฟ้ าที่สูง และมีราคาถูก แต่มี
ข้อเสี ยคือทองแดงจะง่ ายต่ อการเกิ ดออกไซด์ ซึ่ งเป็ นอุปสรรคต่อการนําไฟฟ้ า ในงานวิจั ยที่ผ่านมาได้มีหลายงานวิ จัยได้
เลือกใช้ โพลีไวนิ ลไพโรลีโดน(PVP) เป็ นสารเคลื อบผิวเพื่อป้ องกันอนุภาคทองแดงจากการเกิ ดออกไซด์และการรวมตัวกัน
ของอนุภาค สําหรับการสังเคราะห์ อนุภาคทองแดงได้มีวิธีสังเคราะห์ในหลายวิธี เช่น กระบวนการอิ เล็กโทรรี ดักชัน การ
รีดิ วซ์โดยเคมี ไมโครอิ มัลชั่น การใช้คลื่นไมโครเวฟ ฯลฯ ในขณะที่ วิธีการรี ดิวซ์โดยเคมี เป็ นวิ ธีที่มีการใช้กันอย่างกว้างขว้าง
เป็ นเวลานาน แต่วิธี นี้ จะใช้เวลาในการสั งเคราะห์ที่ นาน และอุณหภูมิ ในการเกิดปฏิ กิ ริ ยาที่สู งสําหรับตัวรี ดิวซ์ บางตัว
นอกจากนี้ ยังมีงานวิจัยที่ได้ทําการศึ กษาผลของตัวทําละลายที่ใช้ สารเคลือบผิ ว ความเข้มข้นของสารตั้ งต้นและตัวรี ดิ วซ์
สําหรับวิธีอิ เล็กโทรรี ดักชันได้มีการใช้งานในอุ ตสาหกรรมเกี่ ยวกับการเคลือบผิวโลหะ และสามารถใช้ ในการทําให้อนุ ภาค
นาโนยึดเกาะลงบนพื้ นผิวได้ซึ่ งสามารถใช้ในการสังเคราะห์อนุ ภาคนาโนได้เช่นกัน ซึ่ งวิธี นี้ จะมีความง่ ายและสะดวกสบาย
ในการสังเคราะห์ ในปัจจุบันได้มีการประยุกต์การใช้งานของเครื่ องไมโครเวฟเนื่ องจากสามารถให้พลังงานความร้อนและ
อุณหภูมิที่สูงในระยะเวลาอันสั้ นได้ ดังนั้นจึ งสามารถที่จะสังเคราะห์อนุภาคนาโนทองแดงที่ อุณหภูมิสูงได้ในระยะเวลาที่
สั้ นทําให้ได้อนุภาคนาโนที่มีขนาดที่เล็กและการกระจายตัวของอนุภาคที่แคบ
ในการวิ จัยนี้ ได้ ทําการศึ กษากระบวนการที่ใช้ในการสังเคราะห์ อนุ ภาคนาโนทองแดง โดยทําการศึกษา
กระบวนการในการสังเคราะห์ทองแดงด้วยวิธีอิ เล็กโทรรีดักชัน การรี ดิ วซ์โดยเคมี และ การใช้คลื่นไมโครเวฟสําหรับใช้ใน
กระบวนการทําหมึกนําไฟฟ้ า
ª·›¸„µ¦ª·‹´¥
„µ¦´ŠÁ‡¦µ³®r °œ» £µ‡œµÃœš°ŠÂ—ŠÃ—¥ª·›¸°· Á¨È„Ú¦¦¸—´„´ œ
คอปเปอร์ซั ลเฟตเพนตะไฮเดรต (CuSO4·5H2O, Ajax Finechem,~99%) ความเข้มข้น0.1M ละลายในกรดซัลฟิ วริ ก
(H2SO4, Qrec,~98%) ความเข้มข้น 0.4 M ปริ มาตร50 ml หลังจากนั้นใส่ ตัวเคลือบผิวอนุ ภาค ซูโครส(sucrose) และโพลีไวนิล
ไพโรลิโดน (PVP, K30 avg.Mw 40,000, sigma Aldrich) ลงในสารละลายข้างต้น แล้วนําสารละลายที่ผสมกันแล้วใส่ในแก้ว
บีกเกอร์ ที่วางไว้ในเครื่ องอัลตร้าโซนิค และใช้ลวดทองคําขาวเป็ นขั้ วแคโทดและแอโนด โดยทําการควบคุ มการจ่ายกระแส
399
การประชุมวิชาการระดับชาติ มหาวิ ทยาลัยทักษิณ ครั้งที่ 22 ประจำปี 2555