对于喷墨打印的导电特征首选含金属的墨水，比如接触和相互连接，因为其相比于导电聚合物具有优越的电导率[14]。墨水可以划分为两个主要类型：第一类是MOD墨水[15]，它是基于一种溶解在合适溶剂的金属盐。自20世纪80年代后期，MOD墨水就已经用于喷墨打印了[16]。墨水的第二类是悬浮的纳米粒子，被称为纳米墨水[17]。
它与MOD墨水不同的是以复合物为基，因此被视为溶剂，纳米油墨含有的金属纳米颗粒的直径为1～100nm。这是在1976年[18]Buffat和Borel通过揭示直径小于10nm的黄金纳米粒的熔点显著降低而发现的，如图8.1a所示，当直径低于5nm时，它们的熔点从1064℃到降低至300℃。Allen等人[19]后来表示，这种熔点的降低也适用于其他金属，如锡、铅和铋。图8.1b中的熔点接近粒子半径的倒数，数据显示出了近似线性的关系。同时还发现，平面代替球面并没显示出熔点的降低。这表明，颗粒尺寸的熔化依赖于内部静水压引起的表面应力和大的粒子表面曲率，而不依赖平面。
每种类型的墨水有优势也有劣势。例如，MOD墨水是减少喷嘴堵塞和不需要胶体稳定剂。NP墨水通常有较高的颗粒负载和有更广泛的商业应用并且已报道了具有较低的接触电阻[8]。
理想的情况下，含金属墨水会很便宜，容易制备、存储和喷墨打印，并在沉积和后处理后有着高的电导率。银的体电阻率最低（1.59×10-8Ωm），其次是铜（1.72×10-8Ωm），然后是金（2.44×10-8Ωm），这使银成为最优选的材料。然而，在价格方面，10z[1]黄金的成本约为1300美元，而10z白银的价格为27美元，1盎司铜的价格约为30美分[20]。
图8.1 黄金（a）与铅、铋、锡和铟（b）在熔点时粒径的影响
（（a）和（b）引自参考文献[18]和[19]，©2011，美国物理学会和爱思唯尔科学出版社(www.xing528.com)
尽管铜的价格低，但它在空气中自发氧化的缺点使铜处理起来相当复杂。如图8.2所示，Magdassi等人[21]将纳米铜包覆了银壳，这样，就允许墨水在空气中使用。这种方法似乎是稳定的，原因是几个月后，没有在喷墨打印的铜图案上发现氧化物的形成。
另一方面，几乎金是最贵的。目前由于银的合成相对简单[22]，报道最多的是银的使用。
最近，Van Hest等人报道了一种Ni-MOD喷墨打印的配方，包含溶剂减少的镍盐和低摩尔质量的络合剂。这种墨水在200℃玻璃基材上印成80μm宽的线[23]。虽然对于常见的聚合物箔这个温度太高，但由于它具有良好的导电性，其价格也只有银的一小部分，所以人们也有很大的兴趣去选择这种金属。
图8.2 铜纳米粒子的合成示意图和金属银壳的合成反应。铜原子表面作为对银离子的还原剂
（引自参考文献[21]，©2011，英国皇家化学学会）
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