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Mar 21, 2024

L'effetto dei chelanti sugli additivi nella caratterizzazione superficiale e nelle proprietà elettrochimiche di un eco

Scientific Reports volume 13, Numero articolo: 11062 (2023) Cita questo articolo 506 Accessi Dettagli metriche Rappresentiamo i risultati di uno studio su come chelanti utilizzati nell'ambiente rispettoso

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 11062 (2023) Citare questo articolo

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Rappresentiamo i risultati di uno studio su come i chelanti utilizzati nel bagno di deposizione chimica ecologico cambiassero a seconda della quantità di idrossidi presenti. I bagni sono stati preparati utilizzando poliidrossidi, glicerolo e sorbitolo, come chelanti con metansolfonato di rame come ione metallico. Dimetilammina borano (DMAB) è stato utilizzato come agente riducente con N-metiltiourea e citosina, come additivi nei bagni contenenti glicerolo e sorbitolo. Come regolatore del pH è stato utilizzato idrossido di potassio, con bagni di glicerolo e sorbitolo mantenuti a un pH rispettivamente di 11,50 e 10,75 a una temperatura ambiente di 28 ± 2 °C. XRD, SEM, AFM, studi di voltammetria ciclica, studi Tafel e di impedenza, nonché altri metodi, sono stati impiegati per monitorare e registrare le caratteristiche superficiali, strutturali ed elettrochimiche dei depositi e del bagno. I rapporti dello studio hanno fornito risultati interessanti, che mostrano chiaramente l'effetto dei chelanti sugli additivi nella nanodeposizione di rame in un bagno di deposizione chimica.

I rivestimenti superficiali hanno acquisito molta importanza nel mondo moderno, dove la placcatura chimica ha conquistato il proprio posto nel campo industriale rispetto a tutte le altre tecniche di placcatura1,2,3,4,5. Nello scenario attuale il rame, uno degli elementi più antichi, a causa della sua bassa resistenza elettrica e dell'elevata migrazione elettromagnetica è stato ampiamente utilizzato nei bagni chimici e ha trovato applicazioni nei settori elettrico, elettronico, della stampa, della lavorazione alimentare e in molti altri campi industriali6,7, 8. La placcatura in rame per elettrolisi viene utilizzata nell'industria elettronica, nella produzione di laminati flessibili rivestiti in rame (FCCL), vengono utilizzate pellicole di poliimmide rivestite di rame. Nei circuiti stampati, nelle parti di automobili ecc., le plastiche depositate in rame come polietilene tereftalato (PET), Teflon, acrilonitrile butadiene stirene (ABS) sono ampiamente utilizzate. Il rivestimento in rame è il modo migliore per fornire schermatura elettromagnetica, la schermatura contro le interferenze elettromagnetiche è una richiesta crescente per evitare interferenze tra i servizi digitali. Nella microtecnologia, il rame e le sue leghe vengono utilizzati come interconnessioni e in applicazioni di confezionamento di integrazione su larga scala (ULSI). Considerando che attualmente sono disponibili quarantaquattro principali procedure di deposizione, il metodo di rivestimento chimico è uno dei metodi più semplici grazie al rivestimento uniforme sul bordo e alla proiezione di qualsiasi superficie metallica e non metallica9.

In un bagno chimico, l'agente chelante è quello che forma complessi stabili con lo ione metallico e quindi aumenta la velocità di placcatura10,11,12. L'EDTA, il chelante tradizionale, a causa della sua bassa biodegradabilità, deve essere sostituito da un chelante efficace con elevata biodegradabilità e stabilità13,14. A questo proposito, nei giorni scorsi, i poliidrossidi hanno attirato i bagni chimici per le loro efficaci proprietà chelanti in ambiente alcalino15. Gli alcoli poliidrossilici sono biodegradabili e, in ambiente alcalino, possiedono ottime proprietà chelanti. Le soluzioni di placcatura di rame chimica contenenti questi chelanti sono stabili e, nelle condizioni ottimali selezionate, è possibile ottenere rivestimenti di rame fino a 3 µm di spessore in 1 ora a temperatura ambiente. Molti alcoli poliidrossilici presenti in natura come xilitolo, D-mannitolo, eritritolo, alditolo, adonitolo, glicerolo, D-sorbitolo, maltitolo ecc. vengono utilizzati come agente complessante negli studi recenti. In questo lavoro, come agenti complessanti vengono utilizzati composti poliidrossilici come glicerolo e sorbitolo. Il tradizionale riducente formaldeide, da quando si è rivelato cancerogeno, un riducente non formaldeide DMAB ha acquisito importanza nello studio16,17. Possiedono un'elevata solubilità, una tolleranza al pH variabile e lavorabilità a temperature variabili. Il ruolo degli additivi, della temperatura e del pH nei bagni elettroless è indimenticabile18,19,20,21.