美國俄勒岡州立大學研究人員發現，強脈沖光（IPL）能夠快速熔斷導電納米粒子，從而使納米粒子薄膜或圖層密度增加，進而實現功能上的改進，可擁有更高的電導率。這一發現為發展更快速、更便宜的電子生產制造打開了一扇大門。
 

　　研究人員通過納米銀薄膜證實了IPL的這一特性。他們在IPL中觀察到一個溫度轉折點，并將該溫度轉折點同薄膜溫度演變聯系起來，通過觀察，他們發現，當IPL超過一個臨界脈沖值后，薄膜的密度變化曲線趨于平穩。他們開發了一個計算模型用于預測強脈沖作用下薄膜溫度與密度的變化，并且計算出IPL的溫度轉折點。

　　實驗結果
 

　　研究顯示，溫度轉折點發生在納米粒子從光中吸收更多能量能力開始降低的時候。研究人員進一步發現，相比于脈沖數量，脈沖光通量對薄膜密度有更大影響。
 

　　實驗中觀測到的光吸收與致密化之間的相互作用解釋了IPL的致密化程度在溫度轉折點之后保持平穩的原因。早先的研究發現，納米粒子的致密化現象開始于一個臨界的脈沖光通量，但在超過一定的脈沖數量后便開始停止顯著變化。俄勒岡州立大學的研究表明，當光通量不變時，會存在一個臨界的脈沖數量，超過該脈沖數量之后致密化開始趨于平穩狀態。
 

　　俄勒岡州立大學的Rajiv Malhotra教授表示：“在光的能量沒有變化或致密化過程還未完成的時候，也會出現密度平穩的情況。這種現象發生的原因在于納米粒子薄膜溫度轉折點。我們需要對光通量以及脈沖數量加以控制，以確保得到所需的薄膜密度。”
 

　　小數量的高光通量脈沖會快速地產生高密度。為了進一步控制密度，需要更大數量的低通量脈沖。

　　應用于柔性電子
 

　　Malhotra教授說：“在這項研究中，我們在最高溫度約250攝氏度的情況下，于20秒左右的時間里進行燒結。我們在隨后的研究中，可以在約120攝氏度的更低溫度條件下，于2秒之內進行燒結。更低的溫度對于柔性電子器件的制造至關重要。為了降低成本，我們想要將柔性電子器件印刷在類似于紙或者塑料這一類襯底上，這些材料在更高的溫度下會燃燒或者融化。利用IPL，我們將有能力創造更快且價格更低廉的生產工藝，同時不犧牲產品質量。”
 

　　與傳統的燒結工藝或基于激光的燒結工藝相比，IPL燒結工藝更為快速，大概只需要幾秒鐘時間。

　　應用前景
 

　　Malhotra教授表示：“對于一些應用來說，我們希望得到盡可能大的材料密度，但對于有些應用則不盡然，因此，控制材料密度變得尤為重要。IPL控制材料密度很大程度上取決于溫度，因為，在制造過程中理解和控制溫度的變化是關鍵，該研究的精髓之處就是對IPL進行更好的過程控制。”
 

　　該研究將有利于大面積、高速IPL實現其可拓展、高效率的制造工藝潛能。IPL可用于印刷電子，太陽能電池和光催化應用納米氣敏。Malhotra教授表示，該研究將很快轉化為產品，并應用于射頻識別標簽、柔性電子產品、可穿戴式生物醫學傳感器、環境應用傳感器等設備中。