0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

村田开发的新型量子点实现电子设备的稳定功能

MEMS 来源:MEMS 作者:MEMS 2022-08-16 09:19 次阅读

利用新型氧化物纳米颗粒制成的柔性传感器原型

智能手机电容器主要制造商村田(Murata)开发的新型纳米颗粒和量子点,有望将微小的可打印组件和量子级生物标志物带入我们的日常生活。

据麦姆斯咨询介绍,村田制作所(以下简称“村田”)供应的多层陶瓷电容器(MLCC)和无源组件等产品,在全球许多移动电话和电子设备中都可以找到。村田的MLCC——通过临时存储多余电荷来调节电压和电流,从而实现电子设备的稳定功能——目前占全球MLCC总销量的40%左右。

高端智能手机配备了大约1000个MLCC,而电池和电路小型化的最新进展,意味着MLCC的容量和尺寸现在成为生产更轻、更紧凑型产品的关键瓶颈之一。

现在,村田正在开发的新型MLCC或将只有0.25毫米长,这比该公司目前生产的最小MLCC还要小得多。

采用双盐聚合方法制备的氧化物纳米颗粒的扫描电子显微镜图像

溶液中的解决方案

MLCC通常由夹在电极之间的绝缘或介质超细颗粒薄膜组成。“我们一直在尝试开发各种介质纳米颗粒的制造方法,以构建多个非常薄的介质层,在一个非常小的封装中实现高电容。”村田负责纳米颗粒制造技术研发的负责人Keigo Suzuki解释说。然而,他表示,真正的突破在于适合新业务的制造方法。

Suzuki说:“我们开发了一种制造各种功能性氧化物纳米颗粒的方法,使用一种将化合物分散在溶液中的反胶束技术。”在该技术中,水解反应在分散在疏水溶剂中的小水滴中进行,生成的氧化物纳米颗粒在合适的溶液中相互排斥。

7257d404-1cfc-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

采用双盐聚合方法制备的功能性氧化物纳米颗粒的胶体溶液

但Suzuki表示,需要一种更好的大规模生产方法来降低成本并提高产量,“我们最终开发了一种很有前途的制造方法,称为双盐聚合方法,它使我们能够利用低成本材料大规模生产各种高浓度且分散良好的氧化物纳米颗粒。”

双盐聚合方法依赖溶液中两种含金属的双盐之间的相互作用。通过盐的脱水缩合,金属氧化物形成并聚合,产生形态一致的纳米颗粒,它们可以很好地分散在液体介质中形成胶体溶液。

726ffaca-1cfc-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

不同氧化物纳米颗粒层可以为用于能量转换的许多技术提供有效的电荷载流子分离

村田开发的这种纳米颗粒与众不同之处在于它们不易团聚。这是由于在生产过程中,纳米颗粒中掺入了短有机配体。这些配体还可以在相对较低的温度下烧结纳米颗粒,从而为油墨和其他可打印应用开辟了可能。烧结是一种通过加热或加压(非熔化)将材料压缩成固体的过程。

“将其应用于可打印和柔性电子产品的潜力特别令人兴奋。”开发双盐聚合方法的Yusuke Otsuka介绍说。这种易于烧结的能力不仅可以生产各种新型器件(如传感器、透明导电膜和光电极),还可以在许多用于能量转换的技术中堆叠不同的纳米颗粒层,以实现有效的电荷载流子分离。

Otsuka说,该技术在可再生技术领域的潜在用途也很有前景:“这些纳米颗粒基于地球上常见的元素,对环境相当友好,将在太阳能电池和电气元件中展现高性能,以及很强的光催化活性。”

村田从事纳米颗粒制造技术研发的Keigo Suzuki、Yusuke Otsuka和Norikazu Fujihira(从左到右),他们研究出大批量生产各种纳米颗粒的方法。

生物医学成像

村田还开发了新型量子点,一种特殊类型的纳米颗粒,具有较大粒子所没有的量子力学、光学和电子特性。

量子效应限制了原子的电子和电子空穴能量,使颗粒在暴露于紫外光时能够发射特定波长的光。该特性可用于标记和成像生物组织,应用于医学成像。

新型量子点的优势之一是不含传统量子点中常见的有毒物质。这种量子点通过商业化规模的制造工艺生产,以可靠地产生具有特定峰值发光波长的颗粒。

“绝大多数商业化的量子点都含有镉和硒等有害有毒元素。”村田研发团队成员Norikazu Fujihira解释称,“这使得这些量子点难以用于一般产品,更难以用于化学试剂和医疗应用。”

Fujihira及其同事与名古屋大学(Nagoya University)合作,通过结合半导体化合物开发了一种新型量子点产品。重要的是,这些量子点不含镉、硒、铅或汞等有毒物质。Fujihira解释说,这为利用它们标记并对活体组织中的生物过程进行成像打开了大门。

这些量子点也比常用的活体组织成像材料(如荧光染料或绿色荧光蛋白)具有更高的亮度和更长的寿命。

72ca2de2-1cfc-11ed-ba43-dac502259ad0.jpg

村田开发的新型量子点被证明可用于细胞内和体内成像

村田希望其量子点未来可以被证明对移植细胞的细胞内成像、体内成像以及它们在组织和器官中的富集和整合特别有用。

Fujihira的团队还成功开发了一种商业规模的制造工艺,以可靠地生产具有特定峰值发光波长的颗粒。他们现在已经将胶体量子点商业化,用作活细胞的荧光标记。

Fujihira表示,虽然它们也可以用于能量转换以及LED和显示器等光学设备,但村田的重点一直是生物成像,这方面的需求很大。他补充说,该团队还通过复杂的配体工程、调整亮度和发光清晰度等手段,不断改善量子点的发光特性。

可持续解决方案

Suzuki说:“我们认为下一个重大挑战是如何在日常设备中始终如一地发挥这些材料的潜力。我们预计,由于纳米颗粒的高功能性和高效资源利用,它们的开发将变得越来越重要。”

Suzuki特别指出,纳米颗粒和量子点有望为可再生能源领域带来重大影响,降低用于制造太阳能电池的资源影响,并有望作为一种新型水分解高效光催化剂,用于氢能源生产。

审核编辑:彭静
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电子设备
    +关注

    关注

    2

    文章

    2722

    浏览量

    53684
  • 电极
    +关注

    关注

    5

    文章

    807

    浏览量

    27168
  • 量子点
    +关注

    关注

    7

    文章

    242

    浏览量

    25888

原文标题:村田开发新型纳米颗粒和量子点,开拓生物医疗应用

文章出处:【微信号:MEMSensor,微信公众号:MEMS】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    贴片电容的使用安全性

    贴片电容的使用安全性是一个重要的话题,它直接关系到电子产品的整体性能和可靠性。以下是对贴片电容使用安全性的详细分析: 一、电气安全
    的头像 发表于 11-15 14:22 140次阅读

    多层陶瓷电容器的基本结构

    、PC、家用电器等各类电子设备中。本文将详细介绍多层陶瓷电容器的基本结构及其特点。 多层陶瓷电容器的基本结构
    的头像 发表于 11-05 15:42 145次阅读

    贴片电容好用吗?

    (Murata)贴片电容作为电子元件领域的一个知名品牌,其产品在市场上享有较高的声誉。当谈及贴片电容是否好用时,我们可以从以下几个方
    的头像 发表于 11-04 15:05 112次阅读
    <b class='flag-5'>村</b><b class='flag-5'>田</b>贴片电容好用吗?

    贴片电容在电气行业如何应用?

    如今,电子元器件在各行各业得到了广泛的应用,市场上越来越多的品牌,很多用户不知道如何选择,其中村贴片电容,就受到很多大公司的青睐。品牌在电容里还是具有一定的优势的。那么
    的头像 发表于 09-04 14:31 193次阅读

    开始量产首款1608M尺寸 静电容量可达100μF的多层陶瓷电容器

      主要特点 首款实现了1608M尺寸且静电容量可达100µF的多层陶瓷电容器 在高达105℃的高温环境下也能使用,因此,该电容可以放置在IC附近 可用于包括AI和数据中心等的高性能IT
    发表于 08-13 15:42 848次阅读

    贴片电容型号有多少种呢?

    其实对于贴片电容型号来说,目前有很多种。比较常用电容贴片的有型号有电容0201、电容0402、电容0603、电容0805、电容1206、电容1210、电容1812、电容2220
    的头像 发表于 07-12 14:36 413次阅读
    <b class='flag-5'>村</b><b class='flag-5'>田</b>贴片电容型号有多少种呢?

    电容grm和gcm的区别有哪些?

    是指常规电容(又称标准品电容)系列,一般适用于高档的消费类电子,用量大,比如手机,电脑等。 GCM是指车规电容系列,也就是汽车级的。
    的头像 发表于 07-09 14:11 513次阅读
    <b class='flag-5'>村</b><b class='flag-5'>田</b>电容grm和gcm的区别有哪些?

    电感真假货怎么看?

    要辨别电感的真假,可以从以下几个方面进行综合考虑: 1、外观检查 : 真品电感通常具有光滑、整洁的表面,没有打磨或磨损的痕迹。 假冒产品可能为了掩盖瑕疵,在表面进行打磨处理,留
    的头像 发表于 06-27 14:24 381次阅读
    <b class='flag-5'>村</b><b class='flag-5'>田</b>电感真假货怎么看?

    多层陶瓷电容器有哪些应用场景?

    多层陶瓷电容器(Murata Multilayer Ceramic Capacitors)因其卓越的性能和多样化的规格,被广泛应用于各种电子设备和系统中。以下是对其应用场景的详细分析: 1、移动
    的头像 发表于 06-18 14:00 493次阅读
    <b class='flag-5'>村</b><b class='flag-5'>田</b>多层陶瓷电容器有哪些应用场景?

    电容品牌属于什么档次?

    电容品牌属于中高端档次,其在电子元器件领域具有显著的地位和影响力。以下是对电容品牌档次的详细分析: 1、品质与技术领先:
    的头像 发表于 05-29 14:56 648次阅读
    <b class='flag-5'>村</b><b class='flag-5'>田</b>电容品牌属于什么档次?

    与Infineon公司合作开发物联网设备新解决方案

    支持更加简单高效的开发活动 株式会社制作所与Infineon Technologies AG (总公司位于德国,以下简称“Infineon公司”)展开业务合作,提供面向物联网设备
    的头像 发表于 05-15 13:21 324次阅读
    <b class='flag-5'>村</b><b class='flag-5'>田</b>与Infineon公司合作<b class='flag-5'>开发</b>物联网<b class='flag-5'>设备</b>新解决方案

    贴片电容的引脚如何检查?

    贴片电容引脚封装通常有以下12种型号: 0201.0402.0603.0805.1206.1210.1812.1825.2225. 3012、3035。那么贴片电容的引脚如何检
    的头像 发表于 04-15 14:33 435次阅读
    <b class='flag-5'>村</b><b class='flag-5'>田</b>贴片电容的引脚如何检查?

    浅谈电容器

    电容器产品阵容
    的头像 发表于 02-18 14:22 594次阅读
    浅谈<b class='flag-5'>村</b><b class='flag-5'>田</b>电容器

    电感用途分类

    电感用途分类
    的头像 发表于 02-18 14:20 346次阅读

    将参加CES 2024

    特有技术、解决方案和设备始终致力于为丰富人们的生活做出贡献。   名称 CES 2024 时间 2024年1月9日(星期二)~1
    发表于 12-22 13:42 470次阅读
    <b class='flag-5'>村</b><b class='flag-5'>田</b>将参加CES 2024