I n d on e s i an   Jo u r n al   o f  El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   41 ,   N o .   1 ,  J a n u a r y   20 2 6 ,   pp .   1 8 ~ 32   IS S N :   2 502 - 4 7 52 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e cs .v 41 . i 1 . pp 1 8 - 32             18     Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i j e e cs . i a e s c or e . c om   R e l a t i o n sh i p   b e t w e e n   v o l t a g e   a n d   r e si st a n c e   i n   h y b r i d   n a n o - c o n d u c t i v e   i n k   o n   d i f f e r e n t   su b st r a t e s i n   w e t   a n d   d r y   c o n d i t i o n s       N o r as h i k i n   S h a r i 1 ,   N u r fai z e y   A b d   H am i d 2 ,   C h o n l ate e   P h o t o n g 3 ,   A l an   J .   Wats o n 4 ,    M o h d   A z l i   S al i m 2   1 D e p a rt m e n t   o f   M a t h e m a t i c s ,   S c i e n c e   a n d   Co m p u t e r,   P o l i t e k n i k   U n g k u   O m a r,   P e ra k ,   M a l a y s i a   2 F a k u l t i   T e k n o l o g i   d a n   K e j u ru t e ra a n   M e k a n i k a l ,   U n i v e r s i t i   T e k n i k a l   M a l a y s i a   M e l a k a ,   M e l a k a ,   M a l a y s i a   3 F a c u l t y   o f  E n g i n e e ri n g ,   M a h a s a ra k h a m   U n i v e r s i t y ,   M a h a   S a ra k h a m ,   T h a i l a n d   4 P o w e r  E l e c t r o n i c s   a n d   M a c h i n e s   C e n t re ,   T h e   U n i v e r s i t y   o f   N o t t i n g h a m ,   N o t t i n g h a m ,   U n i t e d   K i n g d o m       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  N ov   6 ,   202 5   R e v i s e d  N o v   12 ,  202 5   A c c e pt e d  D e c   13 ,   2 02 5       H y br i d   g r a ph e ne   na no pl a t e l e t / s i l v e r   ( G N P / A g / S A )   c o nduc t i v e   i nks   a r e   i nc r e a s i ng l y   us e d  i n  f l e x i bl e   e l e c t r o ni c s ,   y e t   t he r e   i s   l i m i t e d  u nde r s t a ndi ng   o f   ho w   s ubs t r a t e   t y pe ,   s o l v e nt   c o m po s i t i o n,   a nd  m o i s t u r e   e x po s ur e   j o i n t l y   c o nt r o l   t h e   e l e c t r i c a l   pe r f o r m a nc e   o n  m e t a l   a n d  po l y m e r   s ubs t r a t e s .   T h i s   w o r k  a i m s   t o   c l a r i f y   ho w   t e r p i no l   c o nt e nt   ( 5T ,   10 T ,   1 5T )   a nd   s ubs t r a t e   pr o pe r t i e s   o f   c o ppe r   ( C u) ,   po l y e t h y l e ne   t e r e p ht h a l a t e   ( P E T ) ,   a n d   t he r m o pl a s t i c   po l y ur e t h a ne   ( T P U )   i nf l ue nc e   v o l t a g e ,   r e s i s t a nc e ,   a nd   r e s i s t i v i t y   of   s c r e e n - pr i n t e d   G N P / A g / S A   t r a c ks   u nde r   d r y   a nd  po s t - i m m e r s i o n   w e t   c o ndi t i o ns .   G N P / A g / S A   i nks   w e r e   f o r m ul a t e d   w i t h   f i xe d   but a no l   a n d  v a r i e d  t e r pi no l   c o nt e nt s ,   pr i n t e d  o n  C u ,   P E T ,   a nd  T P U ,   a nd   c ha r a c t e r i z e d   u s i ng   e l e c t r i c a l   m e a s u r e m e nt s ,   a dhe s i o n   e v a l u a t i o n,   a nd   m i c r o s t r uc t u r a l   o bs e r v a t i o ns   t o   r e l a t e   r e s i s t i v i t y   t r e n ds   t o   m o r pho l o gy ,   s ur f a c e   e ne r gy ,   a nd   hy g r o s c o pi c   be ha v i o r .   T he   C u  s ub s t r a t e   s ho w e d  t he   be s t   pe r f o r m a nc e ,   w i t h   C u   10T   a c hi e v i ng   t h e   l o w e s t   d r y   r e s i s t i v i t y   o f   a ppr o xi m a t e l y   1. 2 × 10 - 5  Ω . m   a nd   C u   15T   t he   l o w e s t   w e t   r e s i s t i v i t y   o f   a ppr o xi m a t e l y   2. 0 × 10 - 5  Ω . m ,   s uppo r t e d   by   de n s e ,   w e l l - a dhe r e d   m i c r o s t r uc t u r e s .   T he   P E T   e xh i b i t e d   h i g he r   r e s i s t i v i t y   v a l ue s   up   t o   a bo ut     10 - 3  Ω . m   a nd  c l e a r   de g r a d a t i o n  a f t e r   w a t e r   i m m e r s i o n,   w h i l e   T P U   s ho w e d   v e r y   hi g h  o r   u nm e a s ur a b l e   r e s i s t i v i t y   i n   w e t   c o ndi t i o ns   c a u s e d   by   s e v e r e   i nk   l o s s   a nd   hy g r o s c o pi c   s w e l l i ng ,   h i g hl i g ht i ng   t he   i m po r t a nt   r o l e   o f   s u bs t r a t e   s ur f a c e   e n e r g y   a nd   m o i s t u r e   r e s po ns e   i n   d e t e r m i ni ng   t he   r e l i a bi l i t y   o f   G N P / A g / S A   i nk s   f o r   a pp l i c a t i o ns   i n   hum i d   o r   w e t   e nv i r o nm e nt s .   Ke y w or d s :   F l e xi b l e   s ub s t r a t e s   G ra p h e n e   n a n o pl a t e l e t   h y b r i d  i n k   M o i s t ur e - i n d uc e d  de gra d a t i o n   R e s i s t i v i t y   a n d   a d h e s i o n   S i l v e r   a c e t a t e   c o n duc t i v e   i nk   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   M o h d  A z l i   S a l i m   F a kul t i   T e k n o l o gi   d a n   K e j urut e r a a n   M e k a n i k a l ,   U n i v e r s i t i   T e kn i k a l   M a l a y s i a   M e l a k a   J a l a n  H a n g   T u a h   J a y a ,   76100   D u ri a n  T u n gg a l ,   M e l a ka   M a l a y s i a   E m a i l :   a z l i @ u t e m . e du . m y       1.   I N TR O D U C TI O N   Co n duc t i v e   i n k   i s   t y pi c a l l y   c r e a t e d  by   i n f us i n g   t ra di t i o na l   i n k   w i t h   c o n d uc t i v e   m a t e ri a l s   l i ke   gra p hi t e ,   s i l v e r   f l a ke s ,   o r  n a n o pa rt i c l e s   i nt o   a   l i qui d  v e h i c l e ,   e na b l i n g  p r i nt e d  c i r c ui t s   a n d  c o m po n e n t s   o n  a   w i de   r a n ge   o f   s ub s t r a t e s   w i t h o ut   c o n v e n t i o n a l   w i ri n g  [ 1].   Ca r b o n - b a s e d  i n ks ,   e s pe c i a l l y   t h o s e   us i n g   g ra p h e n e   na n o pl a t e l e t s   (G N P ),   ha v e   a t t r a c t e d   c o n s i de r a b l e   a t t e n t i o n  b e c a us e   t h e y   off e r   a   p r o m i s i n g   a l t e rn a t i v e   t o   c o n v e n t i o n a l   m e t a l - b a s e d  i nks   by   c o m b i n i n g  go o d  c o n duc t i v i t y   w i t h   f l e xi b i l i t y ,   c h e m i c a l   s t a b i l i t y ,   a n d   po t e n t i a l   c o s t   a dv a n t a ge s   [2 ] ,   [ 3] .   S i n c e   t h e   i s o l a t i o n   o f   gra p h e n e   i n  200 4  by   G e i m   a nd  N o v os e l o v ,   G N P   a n d  r e l a t e d  g ra p h e n e   f a m i l y   m a t e ri a l s   s uc h   a s   g ra p h e n e   o xi de ,   re duc e d  gr a p h e n e   o xi de   a nd  f e w - l a y e r   g ra p h e n e   ha v e   b e e n   w i de l y   e xpl o r e d  fo r   p ri nt e d  a nd  f l e xi b l e   e l e c t r o n i c s   fo r   t h e i r   hi g h  i nt r i n s i c   e l e c t r i c a l   c o n duc t i v i t y ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2 5 0 2 - 4 7 52       R e l at i ons hi p   b e t w e e n  v ol t age   an d  r e s i s t an c e   i n   h y br i d   nano - c ondu c t i v e   i nk   on   …   ( Nor as hi k i n   Shar i )   19   l a r ge   s pe c i f i c   s ur f a c e   a r e a ,   a nd  e xc e l l e nt   m e c ha n i c a l   p r o pe r t i e s   [4 ] - [ 7] .   D e s pi t e   o f   G N P ’ s   a dv a n t a ge s ,   i n v e s t i ga t i o n  f i n di n gs   b y   N a ghdi   e t   a l .   [ 8]   m e n t i o n e d   a c hi e v i n g   u ni f o r m   di s pe r s i o n  o f   t h e   f i l l e r s   i s   t h e   m o s t   c h a l l e n ge   pa rt   i n c l udi ng  m e l t   b l e n d i n g ,   s o l ut i o n   m i xi ng,   i n  s i t u   a n d   l a t e x  b l e n d i n g  m e t h o ds   a n d     V a s hi s t   e t   al .   [ 3 ]   r e po r t e d   G N P   a l s o   c o m e s   w i t h  i s s ue s   s uc h  a s   s t a b i l i t y ,   di s pe r s i o n  i n  w a t e r  a n d   a nn e a l i n g   t e m pe ra t u r e .   H y b r i di z a t i o n   o f   G N P   w i t h  h i g h l y   c o n duc t i v e   m e t a l s ,   pa r t i c ul a rl y   s i l v e r   (A g),   ha s   t h e r e f o r e   a ppe a r e d  a s   a n  e f fe c t i ve   s t ra t e gy   t o   e nh a n c e   e l e c t r i c a l   pe r f o r m a n c e   w h i l e   r e t a i n i ng  s o m e   o f   gra p h e n e ’ s  m e c h a ni c a l   r o b us t n e s s   a nd  f l e xi b i l i t y   [9 ] ,   [ 10] .   T h e   s i l v e r   a c e t a t e   (S A )  i s   a n  a t t ra c t i v e   a ddi t i v e   i n  s uc h   h y b r i d  s y s t e m s   be c a us e   i t   a c t s   a s   a   m e t a l   p r e c ur s o r   t ha t   de c o m po s e s   du r i n g   c uri n g   t o   ge n e r a t e   f r e s h  A g,   p r o m o t i n g   si nt e ri n g   a nd  n e c k  g r o w t h   b e t w e e n   A g   pa rt i c l e s ,   f i l l i n g   ga ps   i n  t h e   G N P / A g   n e t w o r k,   a nd  i m p r o v i n g  pa r t i c l e – pa rt i c l e   a nd  i n k – s ub s t r a t e   c o n t a c t   a s   t hi s   e n a b l e s   t u ni n g   o f   m i c r o s t r uc t u r e   a n d   c o nn e c t i v i t y   a t   r e l a t i v e l y   l ow   c ur i n g  t e m pe r a t u r e s ,   w hi c h  i s   i m po r t a n t   f o r   f l e xi b l e   po l y m e r   s ub s t ra t e s   w i t h   l i m i t e d  t h e rm a l   t o l e r a n c e   [9] .   I n   G N P / A g/ S A   h y b r i d  i n ks ,   1‑b ut a n o l   a nd  t e r p i n o l   a r e   c o m m o n l y   e m pl oy e d  a s   o r g a ni c   s o l v e n t s   b e c a us e   t h e y   di s s o l v e   s i l ve r   c o m po un ds ,   a i d  di s pe r s i o n  o f   G N P   a n d  A g  f l a ke s ,   a n d   t u n e   v i s c o s i t y   a nd  d r y i n g   b e h a v i o ur   f o r   s c r e e n  o r  pa s t e   p r i nt i ng.   B ut a n o l   t e n ds   t o   p r o m o t e   m o r e   u n i f o r m   p a r t i c l e   di s pe r s i o n   a n d   l o w e r   r e s i s t i v i t y   w h e n  o pt i m a l l y   b a l a n c e d,   w h e r e a s   t e r p i n o l ,   w i t h  hi g h e r  v i s c o s i t y   a n d   di f f e r e n t   e v a po r a t i o n  b e h a v i o ur ,   i m p r o v e s   pr i n t a b i l i t y   a n d   a c t s   a s   a   b i ndi n g   m e di um   b ut   c a n  h i n de r  di s pe r s i o n  a nd  i n c r e a s e   a ggl o m e r a t i o n  i f   p r e s e nt   i n  e xc e s s ,   t h e r e by   s t r o n gl y   i n f l ue n c i n g   t h e   f i n a l   m i c r o s t ruc t u r e   a nd  e l e c t r i c a l   pe r f o r m a n c e   [1 0].   R e c e n t   w o r k  by   Is m a i l   e t   a l .   [1 1]   a n d   N oo r   e t   al .   [12]   h a s   s h o w n   t ha t   G N P / A g   a nd  G N P / A g/ S A   h y b r i ds   c a n  a c h i e v e   s i g n i f i c a n t l y   h i g h e r  c o nduc t i v i t y   t ha n  pu r e   G N P   i n ks ,   a l t h o ug h   t h e i r   r e s i s t a n c e   s t i l l   i n c r e a s e s   u n de r   c y c l i c   t o r s i o n  a n d   b e n di ng,   i n di c a t i ng  t ha t   m e c ha ni c a l   i nt e gri t y   a n d   i nt e r f a c i a l   bo n di n g   r e m a i n   c r i t i c a l   de s i g n   c o n s t r a i n t s .   Is m a i l   e t   a l .   [1 1 ]   a l s o   r e po rt e d  t ha t   s c r e e n - p ri n t e d  G N P / A g  i n ks   o n   c o ppe r   (Cu) ,   c u r e d  a t   25 0   ° C   f o r   1  h o u r,   e x h i b i t e d  ri s i n g   r e s i s t a n c e   u n de r  r e pe a t e d  t o r s i o na l   s t r e s s ,   w h i l e   N oo r   e t   al .   [ 12] ,  [13]   l i n ke d  r e s i s t a n c e   a nd  r e s i s t i v i t y   i n c r e a s e s   du r i ng  c y c l i c   b e n di ng  t o   m i c r o s t r uc t u ra l   da m a ge   a n d   b r e a kdo w n   o f   bo n di n g   w i t h i n  t h e   G N P - b a s e d  n e t w o r k  [11 ] - [ 13] .   T h e   G N P   h y b r i d  i nks   a r e   t y pi c a l l y   m ul t i - c o m po n e nt   s y s t e m s   c o m pr i s i ng  G N P ,   A g,   a nd  o r ga ni c   s o l v e n t s   s uc h   a s   b ut a n o l   a n d  t e rpi n o l ,   a n d   o pt i m i z a t i o n   o f   c o m po s i t i o n   i s   i m po r t a n t   t o   a c h i e v e   i m pr o v e d  a d h e s i o n  a nd  e l e c t r i c a l   c o n d uc t i v i t y .   F o r   e xa m pl e ,   H us s i n   e t   al .   [14 ]   r e po r t e d  a   s ub s t a nt i a l   r e duc t i o n   i n   r e s i s t i v i t y   w h e n   us i n g  s m a l l e r   A g  pa rt i c l e   s i z e s   (5  µ m )  c o m pa r e d  w i t h   l a r ge r   p a rt i c l e s   (25   µ m ) ,   h i g h l i g h t i n g  t h e   i n f l ue n c e   o f   pa r t i c l e   s i z e   o n  e l e c t ri c a l   pe r f o r m a n c e   [14 ].   U n de r   d r y   c o n di t i o n s ,   G N P / A g  h y b r i d  i nk s   ge n e r a l l y   s h o w   s t a b l e   e l e c t r i c a l   p r o pe r t i e s ,   b ut   unde r   c y c l i c   m e c h a n i c a l   l o a di ng  c o n duc t i v i t y   ul t i m a t e l y   de g ra de s   due   t o   m i c r o s t r uc t u r a l   c ha n ge s .   M o r e ov e r ,   N oo r   e t   a l .   [15 ]   i n d i c a t e d  t ha t   h u m i d i t y   c a n  a f fe c t   t h e   s t ruc t ura l   i nt e g r i t y   a nd  a d h e s i o n  o f   c o n duc t i v e   pa t h s ,   l e a di n g   t o   i n c r e a s e d  r e s i s t a n c e .   H ow e ve r ,   de t a i l e d  s t udi e s   of   G N P / A g/ S A   h y b r i ds   o n   d i f fe r e nt   s ub s t ra t e s   unde r  w e t   c o n di t i o n s   r e m a i n  s c a r c e .   T h e   e xi s t i n g   l i t e r a t u r e   ha s   p r e do m i na n t l y   foc us e d  o n   c o n du c t i v i t y   i m p r o ve m e n t s   i n  d r y   c o n di t i o n s   w h i c h  s y s t e m a t i c   s t ud i e s   t ha t   l i nk  S A   a s s i s t e d  h y b r i di z a t i o n  t o   a d h e s i o n,   m o r p h o l o g y ,   a n d   s t a b i l i t y   un de r   m o i s t u r e   e xpo s ur e   a c r o s s   di f f e r e n t   s ub s t r a t e   t y p e s   s uc h  a s   m e t a l   v e r s us   l o w   s ur f a c e   e n e r gy   v e r s us   h y gr o s c o pi c   po l y m e r s   a r e   s t i l l   l a c ki ng.   I n  pa rt i c ul a r,   t h e   c o m b i n e d   i n f l ue n c e   of   s ub s t r a t e   s u r f a c e   e n e r gy   a n d  h y gr o s c o pi c i t y   be h a v i o ur   e s pe c i a l l y   i n   T P U ,   c uri n g  c o n s t ra i n t s   i m po s e d  by   s ub s t r a t e   t h e r m a l   s t a b i l i t y ,   a nd  s o l ve n t   c o m po s i t i o n  s uc h  b ut a n o l / t e r pi n o l   ra t i o   o n  t h e   w e t   a nd   d r y   e l e c t r i c a l   pe r f o r m a n c e   o f   G N P / A g/ S A   h y b r i d  i nks   ha s   n o t   b e e n   c o m p r e h e n s i v e l y   a ddr e s s e d.     T h i s   w o r k  a dd r e s s e s   a   c l e a r  ga p  i n  u n de r s t a n di ng  h o w   s ubs t ra t e   t y pe   Cu ,   po l y e t h y l e n e   t e r e p h t ha l a t e   (P E T ) ,   t h e r m o pl a s t i c   po l y ur e t ha n e   ( T P U ),   s u r f a c e   e n e r gy ,   c uri n g   c o n di t i o n s ,   m o i s t u r e   e xpo s ur e ,   a n d   t e r pi n o l   c o n t e n t   a r e   5 T ,   10T ,   15 T   c o l l e c t i v e l y   i n f l ue n c e   t h e   m o r p h o l o g y ,   a d h e s i o n ,   a n d   e l e c t r i c a l   s t a b i l i t y   of   G N P / A g  h y b r i d  c o n duc t i v e   i n ks ,   pa rt i c ul a rl y   un de r  w e t   c o n di t i o n s .   T h e   p r a c t i c a l   p r o b l e m   i s   t ha t   p r i nt e d  c o n duc t i v e   t r a c ks   o f t e n   de g r a de   a f t e r  m o i s t u r e   e xpo s ur e ,   e s pe c i a l l y   o n   l o w   s u r f a c e   e n e r gy   a n d   h y gr o s c o pi c   po l y m e r s   l i ke   P E T   a nd  T P U ,   l e a d i n g  t o   poo r   a d h e s i o n,   d i s c o n t i nu o us   n e t w o r ks ,   u n s t a b l e   o r   u nm e a s u r a b l e   r e s i s t i v i t y ,   a n d  i n c r e a s e d  v o l t a ge   d r o p,   w i t h   l i m i t e d  gui da n c e   a v a i l a b l e   fo r   m a t e r i a l   a nd  p r o c e s s   s e l e c t i o n .   T hi s   s t udy   a i m s   t o   e v a l ua t e   a n d   c o m pa r e   G N P / A g  h y b r i d  i nks   w i t h   di f f e r e nt   t e r p i n o l   c o n t e nt s   o n   C u,   P E T ,   a n d  T P U   b y  m e a s u r i n g   v o l t a ge ,   r e s i s t a n c e ,   a nd   r e s i s t i v i t y   i n  d r y   a nd   w e t   c o n di t i o n s ,   a s s e s s i n g   a d h e s i o n  a n d   m o r p h o l o g y ,   a n d  r e l a t i n g   t h e s e   t o   s u r f a c e   e n e r gy ,   c uri n g   b e h a v i o ur,   a n d   h y gr o s c o pi c   e ffe c t s ,   i n   o r de r   t o   i de n t i f y   s ui t a b l e   s ub s t r a t e – i n k  c o m b i na t i o n s   f o r   a pp l i c a t i o n s   w h e r e   m o i s t u r e   a n d  s ub s t r a t e   l i m i t a t i o n s   a r e   n e e de d.       2.   M ET H O D   2. 1 .     C o n d u c ti v e   i n k   p r e p a r ati o n   Ini t i a l l y ,   c o n duc t i v e   i n k  m us t   b e   pr e pa r e d   i n  a   po w de r e d  s t a t e   p r i o r   t o   t h e   t hr e e   f o r m u l a t i o n s     of   t e r p i n o l   a n d   1 - b ut a n o l   ra t i o   m i x t u r e s .   T h e   po w de r   p r e p a r a t i o n  p r o c e s s   i s   de s i g n e d   t o   a c h i e v e   uni f o r m   di s pe r s i o n  o f   c o n duc t i v e   m a t e ri a l s   w hi l e   m a i nt a i n i ng   o pt i m a l   pa rt i c l e   s i z e   di s t r i b ut i o n  f o r   p ri n t i n g .     T h e   h y b r i d  G N P / A g  po w d e r   a nd  c o n duc t i v e   i n k  w e r e   p r e p a r e d  a c c o r di n g   t o   p r e v i o us   s t ud y   c o n duc t e d  b y     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E ng   &   Co m p  S c i ,  V o l .   41 ,   N o .   1 ,  J a n u a r y   20 2 6 :   1 8 - 32   20   J o r i   e t   a l .   [1 6 ] .   T h e   m a t e r i a l s   us e d  t o   p r o duc e   G N P / A g   hy b r i d  po w de r   a nd   c o n duc t i v e   i nk  w e r e   s h o w n     i n   T a b l e   1 .       T a b l e   1 .   M a t e r i a l s   us e d  i n  f o r m ul a t i o n  o f   G N P / A g  h y b r i d  po w de r   a n d   c o n duc t i v e   i n k   M a t e ri a l s   D e t a i l s   G ra p h e n e   (G N P )   2 5   µm   p a rt i c l e s   s i z e   w i t h   t h e   s u r f a c e   a re a   o f  5 0   t o   1 1 0   m 2 /g   S i l v e r  ( A g )   1 0   µm   p a rt i c l e s   s i z e ,   9 9 . 9 %   t ra c e   m e t a l s   b a s i s ,   1 . 5 9   µΩ / c m ,   2 0   ° C   re s i s t i v i t y   S i l v e r  a c e t a t e   (S A )   < 1 0   µm   p a rt i c l e s   s i z e ,   9 9 . 9 9 %   t ra c e   m e t a l   b a s i s   a c i d   s i l v e r  s a l t ,   4 . 2 - 5 1   µΩ / c m   r e s i s t i v i t y   E t h a n o l   D e n a t u re d   9 9 % ,   4 6 . 0 7   g / m o l   m o l e c u l a r  m a s s   1 - Bu t a n o l   9 9 . 9 %   b u t y l   a l c o h o l ,   7 4 . 1 2   g / m o l   m o l e c u l a r  m a s s   T e rp i n o l   P i n e   o i l   c o n t a i n s   6 5 %   α ,   1 0 %   β ,   2 0 %   γ ,   1 5 4 . 2 5   g / m o l   m o l e c u l a r   m a s s       F i r s t ,   0 . 010   g   o f   G N P   i s   m e a s u r e d   a n d   m i xe d  w i t h  1 0  m l   o f   e t h a n o l   i n  a   c l e a n  b e a ke r ,   t h e n   c o v e r e d   w i t h   a l u m i num   f o i l   t o   p r e v e n t   e v a po r a t i o n.   T h e   m i x t u r e   u nde r go e s   ul t r a s o ni c   m i xi n g   f o r   10  m i n u t e s .   N e xt ,   0. 8584   g  o f   s i l v e r   f l a ke s   (S F )  i s   a dde d ,   a nd  t h e   m i xt u r e   i s   s o n i c a t e d  f o r   1  h o u r   f o r   u ni f o r m   d i s t ri b ut i o n.   A f t e r w a r d,   0 . 084   g   o f   S A   i s   i n c o r po ra t e d   a nd  t r e a t e d  ul t ra s o ni c a l l y   f o r   a n o t h e r  h o u r   a t   200   r p m   a n d   70   ° C .   F o l l ow i n g  d r y i n g ,   t h e   m i xt u r e   i s   c u r e d  a t   250   ° C  f o r   1   h o ur  a n d   t h e n   c o o l e d  be fo r e   be i n g   po un de d  i n  a   m o r t a r  t o   r e f i n e   t h e   po w de r   fo r   a   s m o o t h   t e xt u r e .   T h e   r e f i n e d  po w de r   i s   w e i gh e d,   a n d  t h e   c o n t a i n e r  w e i gh t   r e c o r de d  b e f o r e   a ddi n g  t e r p i n o l   a nd  b ut a n o l   i n   p r e c i s e   a m o unt s .   T h e   f o r m ul a t i o n   i s   b l e n de d  i n   a   pl a n e t a r y   cen t r i f uga l   m i xe r  a t   2 , 00 0  rpm   f o r   3   m i n u t e s   t o   a c hi e v e   a   h o m o ge n e o us   pa s t e .   F i na l l y ,   t h e   c o n t a i n e r  i s   l a b e l e d  a n d   s e a l e d   t o   p r e v e n t   i n k   e v a po r a t i o n.   F i gu r e   1   i l l us t r a t e s   p r o c e s s   of   pow de r   a n d   p a s t e   f o r  G N P   h y b r i d  c o n duc t i v e   i n k .           F i g u r e   1 .   Co n duc t i v e   i n k   p r e p a r a t i o n  p r o c e s s       In  T a b l e   2,   t h e r e   a r e   t hr e e   f o r m u l a t i o n s   w e r e   de v e l o pe d  t o   s t udy   t h e   e l e c t r i c a l   e ff e c t   o f   t e r p i n o l - to - b ut a n o l   ra t i o   o n   i n k  p r o pe r t i e s .   T h e   b a s e l i n e   s a m pl e   i s   1 0T / 10B   a nd  b ut a n o l   ra t i o   i s   f i xe d  t o   10  d r o ps   t hr o ugh o ut   t hi s   e xpe ri m e n t .   I n  a   c o m pa r a t i v e   s t udy   of   s o l v e nt   e f fe c t s   o n   G N P / A g  c o n d uc t i v e   i n ks   p ri n t e d  o n   Cu  s ub s t ra t e s ,   J o r i   e t   al .   [1 6]   i n   20 24  r e po rt e d  t ha t   v a r y i n g   t e r pi n o l   v o l um e   f r o m   5   t o   15  d r o ps   r e s ul t e d  i n  a   pr o n o un c e d  r e duc t i o n   i n   r e s i s t i v i t y   r e l a t i v e   t o   e qui v a l e n t   b ut a n o l   v a ri a t i o n s .   T h e   f o r m u l a t i o n   w i t h   5  d r o ps   o f  t e r p i n o l   e x hi b i t e d  t h e   l o w e s t   r e s i s t i v i t y ,   i n di c a t i ng  e nha n c e d  e l e c t r i c a l   c o n duc t i v i t y .   T h e   us e   o f   t e rpi n o l - b a s e d  i n ks   pa rt i c ul a rl y   s h o w c a s e d  a dv a n t a ge s   i n  t e r m s   o f   v i s c o s i t y ,   f l ow a b i l i t y ,   r e s o l ut i o n ,   a n d   s u r f a c e  m o r p h o l o g y   [16].       T a b l e   2 .   T h e   f o r m u l a t i o n  o f   G N P / A g  h y b r i d  c o n duc t i v e   i n ks   F o r m u l a t i o n   T e rp i n o l   (T )   Bu t a n o l   (B)   E x p e c t a t i o n   5 T / 1 0 B   5   d ro p s   ~   0 . 3 2 5   ml   10   d ro p s   ~   0 . 6 5   ml   L o w e r  v i s c o s i t y   fo r  fi n e   d e t a i l   p ri n t i n g   1 0 T / 1 0 B   10   d ro p s   ~   0 . 6 5   ml   10   d ro p s   ~   0 . 6 5   ml   Ba l a n c e d   v i s c o s i t y   a s   b a s e l i n e   s a m p l e   1 5 T / 1 0 B   15   d ro p s   ~   0 . 9 7 5   ml   10   d ro p s   ~   0 . 6 5   ml   H i g h e r  v i s c o s i t y   f o r  i m p r o v e d   s u b s t ra t e   a d h e s i o n       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2 5 0 2 - 4 7 52       R e l at i ons hi p   b e t w e e n  v ol t age   an d  r e s i s t an c e   i n   h y br i d   nano - c ondu c t i v e   i nk   on   …   ( Nor as hi k i n   Shar i )   21   2. 2 .     S am p l e   p r e p a r ati o n   F i gu r e   2  i l l us t r a t e s   t h e   s a m pl e   p r e pa ra t i o n   ha s   b e e n   do n e   b y   60  μ m   s t e n c i l s   s c r e e n   p ri nt i n g   m e t h o d  us i n g   t hr e e   G N P   h y b r i d   c o n duc t i v e   i n k   f o r m u l a t i o n s   o n  t hre e   di f fe r e nt   s ub s t r a t e s .   T h e   Cu ,   P E T ,   a n d   T P U   s ub s t r a t e s   w e r e   c ut   t o   1 2  c m × 1   c m   a n d   c l e a n e d   w i t h   i s o pr o p y l   a l c o h o l .   I t   r e qu i r e d  t h e   c o n duc t i v e   i n k  t o   b e   a ppl i e d  o n   t o p  o f   i t ,   t h e n   t o   b e   pr e s s e d  w i t h   c o n s i s t e nt   p r e s s ur e   t o   p r o duc e   a   s qua r e   s h a pe   w r i t t e n   w i t h   i n k  t h i c k n e s s   of   60  μ m   o n  t h e   s ub s t ra t e s .   T h e   s t e n c i l s   a r e   t h e n  c a r e f ul l y   r e m o v e d  t o   pr e ve n t   u n w a n t e d  s p r e a di n g   b e fo r e   c ur i ng  p r o c e s s .   F i gu r e   3   s h o w s   c o n duc t i v e   i n k  a pp l i e s   t o   s ub s t r a t e s   by   us i n g   s t e n c i l s   p ri nt i n g   o n  f i v e   s a m pl e s .   O n c e   i t   ha s   p ri n t e d  o n   t h e   s ub s t r a t e s ,   l a b e l l i n g   a s   i n   T a b l e   3  a n d  c u r e   p r o c e s s   e xe c ut e d  a t   260   ° C   f o r   3  h o u r s   f o r   t h e   Cu  s ub s t ra t e   a s   s t u dy   de m o n s t ra t e d  b y   N o o r  e t   a l .   [17 ]   s h o w s   c ur i n g  G N P / A g / S A   i nks   a t   t e m pe r a t u r e s   l i ke   240 - 260   ° C   f o r   du ra t i o n s   o f   4 - 6  h o u r s   s h o w e d  e ff e c t i v e   c ur i n g   a nd  c o n duc t i v i t y ,   a l t h o ug h  a d h e s i o n   s t r e ngt h  m a y   de c r e a s e   a t   h i g h e r  t e m pe ra t u r e s ,   i n di c a t i ng  a   t ra de - o ff   be t w e e n   c o n duc t i v i t y   a n d   a d h e s i o n .   A dd i t i o n a l l y ,   e l s e   a t   1 00   ° C   f o r  1   h o u r  f o r   P E T   a n d   T P U   s ub s t r a t e s   t o   p r e v e n t   t h e m   f r o m   s ub s t ra t e   de f o r m a t i o n  a n d   s h o r t e r   t i m e   m i n i m i z e s   t h e r m a l   s t r e s s   o c c urr e n c e   [18] .   T h e   a c t u a l   a f t e r   c u r e d  s a m p l e   a r e   s h o w n   i n  F i gu r e s   4 - 6.           F i g u r e   2 .   S a m p l e   p r e pa ra t i o n  p r o c e s s           F i g u r e   3 .   S t e n c i l s   p ri n t i n g  p r o c e s s   o n   s ub s t r a t e       T a b l e   3 .   T h e   f o r m u l a t i o n  o f   G N P / A g  h y b r i d  c o n duc t i v e   i n k   F o r m u l a t i o n / S u b s t ra t e s   Cu   P E T   T P U   5 T / 1 0 B   Ru n   1   Ru n   4   Ru n   7   1 0 T / 1 0 B   Ru n   2   Ru n   5   Ru n   8   1 5 T / 1 0 B   Ru n   3   Ru n   6   Ru n   9           F i g u r e   4 .   F i v e   po i n t s   o f   p r i nt e d  i nk  o n   Cu   s ub s t r a t e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E ng   &   Co m p  S c i ,  V o l .   41 ,   N o .   1 ,  J a n u a r y   20 2 6 :   1 8 - 32   22       F i g u r e   5 .   F i v e   po i n t s   o f   p r i nt e d  i nk  o n   P E T   s ub s t ra t e           F i g u r e   6 .   F i v e   po i n t s   o f   p r i nt e d  i nk  o n   T P U   s ub s t r a t e       2. 3 .     C h ar a c te r i z at i o n   m e th o d   2. 3 . 1.   V o l tage   d r o p   m e as u r e m e n t   B a s i c a l l y ,   i n  a n  e l e c t r i c a l   a n d   e l e c t r o n i c   c i r c u i t ,   c u rr e n t   f l o w s   t hr o ug h  w h e n  po w e r   s upp l i e d  a c r o s s   a n d  e n e r gy   di s s i pa t e d  a s   h e a t ,   t h e n  v o l t a ge   d r o p  h a p pe n e d  b e c a us e   of   t h e   e xi s t e n c e   o f   r e s i s t a n c e   o r   i m pe da n c e   c o m po n e n t s   o r   c o n duc t o r s .   T hi s   e xpl a i n e d   by   P r i y a da r s i n i   e t   al .   [ 5 ]  a n d   O l a b i   e t   a l .   [ 6 ].   T h e   e qui p m e nt   r e qu i r e d  f o r   t hi s   m e a s u r e m e n t   i n c l ude s   a   t w o - po i n t   p r o b e   w i t h  a   m i n i m u m   r e s o l ut i o n  of   0. 1   m V ,   a   r e gul a t e d   D C   po w e r   s uppl y   w i t h  a   0 - 30   V   ra n ge   a n d   d a t a s h e e t .   A f t e r  c u r e d  s a m p l e   w i l l   b e   w a i t e d  c o l d  pr i o r   t hi s   m e a s u r e m e nt .   T h e   s a m pl e s   w i l l   b e   m e a s u r e d  i n   t w o   c o n di t i o n s ,   d r y   a n d  w e t   c o n di t i o n .   F i gu r e   7  de m o n s t r a t e s   v o l t a ge   m e a s u r e m e n t   a t   f i v e   p o i n t s   i n   t h e   d r y   c o n di t i o n ,   w h i c h   a l l   s a m pl e s   w i l l   b e   m e a s u r e d  po i nt - to - po i nt   w i t hi n  1 - V   t o   9 - V  v o l t a ge   s up pl y   c o n n e c t e d  e n d - to - e n d   o f   s ub s t r a t e   a n d   by   us i n g  di gi t a l   m ul t i m e t e r  w i t h   a   m i n i m u m   r e s o l ut i o n  o f   0. 1  m V .           F i gu r e   7 .   V o l t a ge   m e a s u r e m e nt   o n   a   s ub s t r a t e   a t   f i v e   po i nt s   i n  d r y   c o n di t i o n       F i gu r e   8   i l l us t ra t e s   t h e   e xpe r i m e nt a l   p r o c e dur e   a n d   v o l t a ge   m e a s u r e m e n t   s e t up   us e d  u n de r  w e t   c o n di t i o n s .   A f t e r   t h e   d r y   c o n di t i o n  i s   c o m pl e t e d,   t h e   s a m pl e s   a r e   e xpo s e d  t o   t a p  w a t e r   f o r   f i v e   m i n u t e s   a n d   t h e n   d r i e d  f o r   a n o t h e r  f i v e   m i n u t e s   a c c o r di n g  t o   A S T M   D 870,   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   8( a )  a n d  F i g u r e   8(b ).     T h e   v o l t a ge   m e a s u r e m e n t s   a r e   t h e n   r e pe a t e d  w i t h i n  a   1 - V   t o   9 - V   v o l t a ge   s upp l y   us i n g   a   di g i t a l   m u l t i m e t e r ,     a s   i l l us t ra t e d  i n  F i gu r e   8(c ) .   T hi s   p r o c e dur e   e n s u r e s   c o n s i s t e nt   r e s ul t s   a c r o s s   v a r y i n g  c o n d i t i o n s   a nd   e na b l e s   a c c ur a t e   c o m pa r i s o n  o f   t h e   s a m pl e s ’   c o n duc t i v i t y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2 5 0 2 - 4 7 52       R e l at i ons hi p   b e t w e e n  v ol t age   an d  r e s i s t an c e   i n   h y br i d   nano - c ondu c t i v e   i nk   on   …   ( Nor as hi k i n   Shar i )   23       (a )   (b )     (c )     F i g u r e   8 .   V o l t a ge   m e a s u r e m e nt   o n   a   s ub s t r a t e   a t   f i v e   po i nt s   i n  w e t   c o n di t i o n ;   (a )  s o a ke d  f o r   f i v e   m i n u t e s ,     (b )  dri e d  f o r   f i v e   m i n u t e s ,   a n d   (c )  v o l t a ge   m e a s u r e m e nt   b y   u s i ng  d i gi t a l   m ul t i m e t e r       2. 3 . 2.   R e s i s t an t  m e as u r e m e n t   T h e   m o s t   w i de l y   us e d  t e c hn i que s   f o r   m e a s u ri n g   t h e   e l e c t ri c a l   r e s i s t a n c e   o f   G N P   i nk  a r e   t h e   t w o - po i n t   p r o b e   m e t h o d  a s   m e nt i o n e d  b y   Cul t r e ra   e t   al .   [1 9 ].   T h e r e   a r e   t w o   c o n di t i o n s   i n v o l v e d  i n  t h e   m e a s u r e m e nt ,   d r y   a n d  w e t   c o n di t i o n s .   T h e   p r o c e dur e   o f   r e s i s t a n c e   m e a s u r e m e n t   i n  d r y   c o n di t i o n   i s   s h o w n   i n  F i gu r e   9 .   B o t h  p r o b e s   w i l l   b e   pl a c e d  o n  t w o   po i n t s   a n d   c o nn e c t e d  t o   a   di g i t a l   m u l t i m e t e r  i n  t h e   o hm m e t e r   r a n ge .   T h e   r e a di ng  w i l l   b e   c o l l e c t e d  a t   f i v e   po i n t s   a nd  r e c o r de d  i n  t h e   da t a s h e e t .   I n  t h e   w e t   c o n di t i o n ,   a l l   s a m pl e s   w i l l   b e   s o a ke d  f o r  f i v e   m i n u t e s   i n  t h e   t a p   w a t e r  b e f o r e   l e t   d r i e d   f o r  a n o t h e r  f i v e   m i n u t e s .     T h i s   m e a s u r e m e n t   w i l l   b e   r e pe a t e d   a n d   t h e   da t a   w i l l   b e   us e d  i n   t h e   c a l c ul a t i o n  t o   o b t a i n   r e s i s t i v i t y   v a l ue .           F i gu r e   9 .   R e s i s t a n c e   m e a s u r e m e n t   o n  a   s ub s t r a t e   a t   f i v e   po i n t s   i n  d r y   c o n di t i o n       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E ng   &   Co m p  S c i ,  V o l .   41 ,   N o .   1 ,  J a n u a r y   20 2 6 :   1 8 - 32   24   2. 3 . 3.   R e s i s t i v i ty  c al c u l ati o n   In  r e s e a r c h   p a pe r   w r i t t e n   by   G h o r b a n i   a n d   T a h e ri a n   [ 20 ] ,   r e s i s t i v i t y ,   de n o t e d   by   t h e   s y m bo l   ρ   (rh o ),   i s   a   f unda m e nt a l   p r o pe rt y   of   m a t e r i a l s   t ha t   de s c r i b e s   a b i l i t y   t o   r e s i s t   t h e   f l o w   of   e l e c t r i c a l   c urr e nt   a s   i n     F i gu r e   1 0 .   S i m i l a r l y ,   Is m a i l   e t   a l .   [ 11 ]   ha s   i n v e s t i ga t e d   t h e   r e s i s t i v i t y   of   G N P / A g  h y b r i d i z a t i o n   c o n d uc t i v e   i n k  u nde r  b e n di ng  s t r e s s ,   w hi c h   c a n  a l s o   pr o v i de   i n s i g ht s   i nt o   t h e   r e l a t i o n s hi p  b e t w e e n   a d h e s i o n   a n d   r e s i s t i v i t y .   T hi s   p r o pe rt y   i s   i n v e r s e l y   r e l a t e d  t o   e l e c t r i c a l   c o n d uc t i v i t y ,   w h i c h  m e a s u r e s   a   m a t e r i a l ’ s   c a p a c i t y   t o   a l l o w   t h e   f l ow   of   e l e c t r i c   c h a r ge .   M a t e ri a l ’ s   r e s i s t i v i t y   i s   i n f l ue n c e d  by   t h e   ge o m e t r i c   di m e n s i o n s ,   a s   e xpr e s s e d  by   t h e   f o r m ul a   =  ,   w h e r e   R   i s   t h e   e l e c t ri c a l   r e s i s t a nc e ,   A   i s   t h e   c r o s s - s e c t i o n a l   a r e a ,   a n d   ℓ   i s   t h e   l e n gt h  o f   t h e   m a t e r i a l .           F i gu r e   10 .   R e s i s t i v i t y   c a l c ul a t i o n  o n   a   s qua r e   s ha pe   i n k       3.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   3. 1 .     A v e r ag e   r e s u l ts   o f  m e as u r e m e n ts   T a b l e   4   p r e s e nt s   a v e r a ge   d a t a   o f   v o l t a ge ,   r e s i s t a n c e ,   a n d   r e s i s t i v i t y   fo r   t h e   v a ri o us   s ub s t ra t e s   u nde r  dr y   a n d  w e t   c o n di t i o n s .   T hi s   i n f o r m a t i o n  i s   i m po r t a n t   i n  a s s e s s i n g  t h e   pe r f o r m a n c e   o f   v a r i o us   m a t e ri a l s   i n  pra c t i c a l   a pp l i c a t i o n s ,   w h e r e   m o i s t u r e   c a n  ha v e   a   p r o fo un d   i m p a c t   o n   t h e i r  e l e c t ri c a l   p r o pe rt i e s .   T h e   r e s ul t s   a c c o un t   f o r   t r e nds   i n   t h e   e l e c t r i c a l   b e h a v i o ur   o f   e a c h   s ub s t ra t e   a nd  f o r m ul a t i o n   t h e r e by   s i m pl i f y i n g  t h e   s e l e c t i o n   o f   s ui t a b l e   m a t e r i a l s   a c c o r di n g   t o   s pe c i f i c   a ppl i c a t i o n   de m a n ds .       T a b l e   4 .  A v e r a ge   v o l t a ge ,   r e s i s t a n c e   a n d   r e s i s t i v i t y   fo r   d i f f e r e n t   s ub s t ra t e s   i n  d r y   a n d   w e t   c o n di t i o n s   RU N   D RY   v o l t a g e   W E T   v o l t a g e   D RY   r e s i s t a n c e   W E T   r e s i s t a n c e   D RY   r e s i s t i v i t y   W E T   r e s i s t i v i t y   5 T   Cu   0 . 0 0 2 0   0 . 0 0 3 1   0 . 2 2 0 0   0 . 6 0 0 0   1 . 3 2 × 10 - 5   3 . 6 0 × 10 - 5   1 0 T   Cu   0 . 0 0 2 2   0 . 0 0 3 6   0 . 2 0 0 0   0 . 4 0 0 0   1 . 2 0 × 10 - 5   2 . 4 0 × 10 - 5   1 5 T   Cu   0 . 0 0 2 4   0 . 0 0 3 3   0 . 2 6 0 0   0 . 3 4 0 0   1 . 5 6 × 10 - 5   2 . 0 4 × 10 - 5   5 T   P E T   0 . 0 0 2 1   0 . 0 0 2 9   1 . 4 6 0 0   4 . 4 0 0 0   8 . 7 6 × 10 - 5   2 . 6 4 × 10 - 4   1 0 T   P E T   0 . 0 0 1 7   0 . 0 0 1 5   4 . 1 4 0 0   5 . 2 5 0 0   2 . 4 8 × 10 - 4   3 . 1 5 × 10 - 4   1 5 T   P E T   0 . 0 0 3 0   0 . 0 0 2 5   1 . 9 6 0 0   0 . 9 0 0 0   1 . 1 8 × 10 - 4   5 . 4 0 × 10 - 5   5 T   T P U   0 . 0 0 2 4   0 . 0 0 3 0   1 2 . 6 0 0 0   0 . 7 5 0 0   7 . 5 6 × 10 - 4   4 . 5 0 × 10 - 5   1 0 T   T P U   0 . 0 0 1 7   0 . 0 0 2 3   1 1 6 . 6 4 0 0   U n a b l e   t o   m e a s u r e   7 . 0 0 × 10 - 3   U n a b l e   t o   m e a s u r e   1 5 T   T P U   0 . 0 0 1 6   0 . 0 0 2 1   U n a b l e   t o   m e a s u r e   U n a b l e   t o   m e a s u r e   U n a b l e   t o   m e a s u r e   U n a b l e   t o   m e a s u r e       3. 2 .     A n al ys i s   o f  s u b s tr ate   e ffe c ts   o n   e l e c tr i c a l   c o n d u c ti v i t y  ac r o s s   5T,   10T ,   an d   15 T   F i gu r e s   11 - 13   i l l us t ra t e d   d a t a   o b t a i n e d   f r o m   T a b l e   4   t o   i n v e s t i ga t e s   t h e   l i nki n g   b e t w e e n   s ub s t r a t e s   a n d  e l e c t r i c a l   pe r f o r m a n c e   f o r   e a c h  f o r m u a l t i o n  o f   5T ,   10T ,   a n d   15T .   F i gu r e   11  s h o w s   t h e   e l e c t r i c a l   pe r f o r m a n c e   f o r   5 T   f o rm ul a t i o n   u n de r   d r y   a n d   w e t   a c r o s s   s ub s t ra t e s .   A c r o s s   s ub s t r a t e s ,   v o l t a ge   d r o p   a n d   r e s i s t i v i t y   e xh i b i t   a n  upw a r d   t r e n d   f r o m   d r y   t o   w e t   c o n d i t i o n s ,   w i t h  Cu   de m o n s t ra t i n g   t h e   b e s t   pe r f o r m a n c e   w i t h  1. 32× 1 0 −5   Ω . m   -   3. 6 0× 10 −5   Ω . m .   F i gu r e   12   p r e s e nt s   t he   e l e c t r i c a l   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   10 T   f o r m u l a t i o n   unde r  b o t h   c o n di t i o n s .   T h e   C u  s ub s t ra t e   m a i n t a i n e d   go o d  c o n duc t i v i t y ,   w i t h  r e s i s t i v i t y   v a l ue s   r a ngi n g  f r o m   1. 20 × 10⁻ ⁵   Ω . m   t o   2 . 40× 10⁻ ⁵   Ω . m .   I n  c o n t ra s t ,   t h e   P E T   s u b s t r a t e   e x hi b i t e d  a c c e pt a b l e   r e s i s t i v i t y   b e t w e e n   2. 48 × 10⁻ ⁴   Ω . m   a nd   3. 1 5× 10⁻ ⁴   Ω . m ,   w h e r e a s   t h e   T P U   s ub s t ra t e   s h o w e d  u n s t a b l e   r e s i s t i v i t y   a c r o s s   s o m e   s a m pl e s   a nd   b e c a m e   u n m e a s u ra b l e   a f t e r  w a t e r  i m m e r s i o n .   F i gu r e   13   s h o w s   t h a t   t h e   T P U   s ub s t ra t e   e xpe r i e n c e d  t h e   m o s t   s e ve r e   de gra da t i o n ,   w i t h  n o n e   o f   t h e   s a m pl e s   m e a s u r a b l e   f o r   e i t h e r   r e s i s t i v i t y   o r   vo l t a ge   d r o p.   T h e   Cu   s ub s t r a t e   r e m a i n e d  t h e   b e s t   pe r f o r m e r,   e x h i b i t i n g   l o w   r e s i s t i v i t y   v a l ue s   b e t w e e n   1. 5 6 × 10⁻ ⁵   Ω . m   a nd  2 . 04 × 10⁻ ⁵   Ω . m ,   w h i l e   t h e   P E T   s ub s t ra t e   di s p l a y e d  t h e   hi g h e s t   r e s i s t i v i t y   c o m pa r e d  t o   i t s   5T   a n d   10 T   c o unt e r p a rt s .   T h e   Cu   ge n e ra l l y   e xh i b i t s   a   r e l a t i v e l y   h i g h  s u r f a c e   e n e r gy ,   w h i c h  p r o m o t e s   go o d  w e t t i n g  a n d   s t r o n g   i n t e r f a c i a l   a d h e s i o n  o f   c o n d uc t i v e   i nks   o n  i t s   s u r f a c e ,   e n a b l i n g   t h e   f o r m a t i o n  o f   c o n t i nuo us ,   w e l l - bo n de d  m e t a l l i c   t ra c ks   w i t h  l o w   r e s i s t i v i t y   f o r   p ri n t e d   a nd   f l e xi b l e   e l e c t r o n i c s   [21] .   F i gu r e   14   p r e s e n t s   a   s c h e m a t i c   i l l us t r a t i o n  o f   t h e   e f fe c t   of   s ub s t r a t e   s u r f a c e   e n e r gy   o n   t h e   i nt e r f a c i a l   c o nt a c t   a r e a   a n d   a d h e s i o n  b e ha v i o r   o f  G N P / A g  c o n duc t i v e   i n ks .   A s   f o r   t hi s ,   Cu  s ub s t r a t e   p r o m o t e s   s t r o n g   w e t t i n g  a nd  a d h e s i o n   o f   t h e   G N P / A g   c o n duc t i v e   i n k ,   e na b l i n g   a   c o n t i nuo us   a n d   m e c h a ni c a l l y   r o b us t   c o n duc t i v e   n e t w o r k   a s   i n  F i gu r e   14( a ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2 5 0 2 - 4 7 52       R e l at i ons hi p   b e t w e e n  v ol t age   an d  r e s i s t an c e   i n   h y br i d   nano - c ondu c t i v e   i nk   on   …   ( Nor as hi k i n   Shar i )   25   T h i s   i nt i m a t e   i nt e r f a c i a l   c o n t a c t   r e duc e s   i n t e r f a c i a l   c o nt a c t   re s i s t a n c e ,   t h e r e by   l ow e r i ng  t h e   o v e r a l l   r e s i s t i v i t y   a n d  m i ni m i z i n g   v o l t a ge   d r o p  a l o ng  t h e   p ri n t e d  t r a c ks .   A dh e s i o n  qu a l i t y   a l s o   n o t   o n l y   de pe n ds   o n  s ub s t ra t e ’ s   s u r f a c e   e n e rgy ,   b ut   a l s o   de pe n ds   o n   t h e   c u r i ng   t e m pe ra t u r e   a n d  d u r a t i o n  a s   w e l l   w h i c h   t o ge t h e r   c o nt r o l   t h e   f o r m a t i o n   a n d  s t a b i l i t y   of   t h e   c o n duc t i v e   n e t w o r k.   Cu ri n g   c o n d i t i o n s   s t r o ngl y   i n f l ue n c e   a d h e s i o n  b e c a us e   s o l v e n t   e v a po r a t i o n,   pa rt i c l e   s i n t e r i ng,   a n d   b i n de r   c r o s s l i n ki ng  o c c ur  du r i ng  t h e r m a l   t r e a t m e nt .   S ub o pt i m a l   c u ri n g   c a n  l e a d   t o   r e s i du a l   s o l v e n t ,   m i c r o c r a c ki n g ,   o r   a   w e a kl y   bo n de d  i n t e r f a c e ,   w h e r e a s   a p pr o p r i a t e   c u r i n g  p r o m o t e s   de n s i f i c a t i o n   o f   t h e   G N P / A g  n e t w o r k  a n d   s t r o n ge r  i n t e r f a c i a l   b o n di n g ,   i m p rov i n g   b o t h  m e c ha n i c a l   i nt e g r i t y   a n d   e l e c t ri c a l   c o n duc t i v i t y   [17].   T h e   Cu  e x h i b i t s   go o d  t h e rm a l   s t a b i l i t y ,   w h i c h   a l l o w s   c ur i n g  a t   26 0   ° C   f o r   3  h o ur s   w i t h o ut   de g ra di ng   t h e   s ub s t ra t e   a nd   p r o m o t e s   s t r o n ge r  i nt e r f a c i a l   b o n di n g   b e t w e e n   t h e   G N P / A g   i n k   a nd   t h e   Cu   s u r f a c e .     T h e   r e s ul t i ng  s t r o n g   a d h e s i o n  h e l ps   m a i nt a i n   t h e   i n k  t h i c k ne s s   e ve n   a f t e r   w a t e r   i m m e r s i o n ,   a s   e v i de n c e d  b y   t h e   s c a nn i ng  e l e c t r o n  m i c r o s c o p y   (S E M )  ob s e r v a t i o n s .     H ow e ve r ,   P E T   i s   a   l o w   s ur f a c e   e n e r gy   s ub s t r a t e   a n d   T P U   e xhi b i t s   e v e n  l o w e r   s u r f a c e   e n e r gy ,   l e a ds   t o   s m a l l e r   c o nt a c t   a r e a   i n t e r f a c i a l   b o n d   w h i c h  r e duc e s   i n k – s ub s t r a t e   a d h e s i o n  a n d   l e a ds   t o   h i g h e r  r e s i s t i v i t y   c o m pa r e d   t o   Cu   a s   s h o w s   i n   F i gu r e   14(b ).   I n  a ddi t i o n,   t h e i r  t h e r m a l   s e n s i t i v i t y   l i m i t s   t h e   c uri n g   c o n di t i o n s   t o  a r o un d   f o r   1 00   ° C   1  h o ur,   f ur t h e r  c o n s t ra i ni n g   i nt e r f a c i a l   b on d i n g   a nd  t h e   de v e l o pm e n t   o f   a   w e l l   c o nn e c t e d  c o n duc t i v e   n e t w o r k.     T h e s e   c o m b i n e d  f a c t o r s   r e s ul t   i n  l o w e r   i n k   pe r f o r m a n c e   a c r o s s   t h e   f o r m ul a t i o n s ,   a s   e v i de n c e d  by   d e g ra d a t i o n  o b s e rv e d   i n  s o m e   o r  a l l   s a m p l e s   a f t e r  w a t e r  i m m e rs i o n  a s   i n  F i g u re   1 5 .   A l t ho u g h  W a ng   e t   a l .   [22]   i de nt i f i e d  di s t i n c t   p h a s e s   i n  m o i s t u r e   a ds o r p t i o n  f o r   u n c o a t e d  P E T   f i l m ,   i ndi c a t i n g   i t s   s t a b i l i t y   duri n g   m o i s t u r e   e xpo s ur e .   H ow e v e r ,   W a t a na b e   e t   al .   [2 3 ]   s t a t e d   t h a t   w a t e r   a c t s   a s   a   c o n duc t o r,   i n c r e a s i n g  t h e   e l e c t r i c a l   c o n duc t i v i t y   of   P E T .   W a t e r  m a y   i n c r e a s e   di e l e c t r i c   c o n s t a n t   o f   P E T   a n d   c h a nge   t h e   e l e c t ri c a l   b e h a v i o r   o f   c o n duc t i v e   l a y e r s   o n  i t s   s u r f a c e   w h i c h  po t e nt i a l l y   l e a di n g   t o   v o l t a ge   f l uc t ua t i o n s .   T h o ug h ,   t hi s   e ffe c t   i s   ge n e ra l l y   m i ni m a l   b e c a us e   of   P E T ’ s   l o w   w a t e r   a b s or p t i o n  ra t e   w hi c h  a r o un d   0 . 5% .           F i gu r e   11 .   V o l t a ge   d r o ps   v s   r e s i s t i v i t y   o n   di f f e r e n t   s ub s t ra t e s   o n  5T / 10B   f o r m ul a t i o n           F i gu r e   12 .   V o l t a ge   d r o ps   v s   r e s i s t i v i t y   o n   di f f e r e n t   s ub s t ra t e s   o n  10T / 10B   f o r m u l a t i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E ng   &   Co m p  S c i ,  V o l .   41 ,   N o .   1 ,  J a n u a r y   20 2 6 :   1 8 - 32   26       F i gu r e   13 .   V o l t a ge   d r o ps   v s   r e s i s t i v i t y   o n   di f f e r e n t   s ub s t ra t e s   o n  15T / 10B   f o r m u l a t i o n           (a )   (b )     F i gu r e   14 .   S u r f a c e   e n e r gy   i l l us t r a t i o n  f o r   G N P / A g   i nk  ( a )   hi g h  s u r f a c e   e n e rgy   s u b s t r a t e   p r o duc e     l a r ge r   c o nt a c t   a r e a   a n d  b e t t e r   a d h e s i o n  a nd  (b )  l o w   s ur f a c e   e n e r gy   s ub s t r a t e   p r o duc e   s m a l l e r    c o n t a c t   a r e a   a n d   po o r e r  a d h e s i o n       3. 3 .    A d h e s i o n   as s e s s m e n t  u n d e r   d r y   an d   w e t  c o n d i ti o n s   T h e   F i gu r e   1 5   i s   c o n s o l i d a t e s   t h e   da t a   t o   de s c r i b e   t h e   r e l a t i v e   o f   a d h e s i o n  e a c h  f o r m u l a t i o n  o n   v a r i o us   s ub s t r a t e s   u n de r  d r y   a n d   w e t   c o n di t i o n s .   B a s e d  o n   t hi s   F i gu r e ,   t h e r e   a r e   t hr e e   g r o ups   c l a s s i f i e d  t h e r e   a r e   go o d  a dh e s i o n   u nde r  d r y   a n d  w e t   c o n di t i o n s ,   go o d  a dhe s i o n   u n de r  b ut   de gra de d  u nde r   w e t   c o n di t i o n s ,   a n d  de gra de d  u n de r  b o t h  d r y   a nd  w e t   c o n di t i o n s .   P e r f o r m a n c e   o f   G N P   c o n duc t i v e   i n k   r e l i e s   o n  s e v e r a l   a dh e s i o n  m e c h a ni s m s   t o   e n s u r e   s t r o n g   bo n di n g   b e t w e e n   t h e   i nk  a n d  t h e   s ub s t ra t e   i n  m a i nt a i ni n g  t h e   e l e c t r i c a l   p r o pe r t i e s   o f   t h e   i n k   u n de r   v a ri o us   c o n di t i o n s .   A   go o d  a d h e s i o n  w i l l   c r e a t e   a   s t a b l e   c o n duc t i v e   pa t h w a y   b e t w e e n   c o n duc t i v e   i n k   a n d  s ub s t r a t e ,   t h us   m a i n t a i ni n g   l o w   r e s i s t a n c e   a n d   c o n s i s t e n c e   vo l t a ge   a c r o s s   t h e   i nk  l a y e r .     Co n duc t i v e   pa t h w a y   i n  G N P   f ul f i l l s   t h e   pe r c o l a t i o n   t h e o r y   a s   i t   de s c ri b e s   t h e   c o n d uc t i v e   pa r t i c l e s   m us t   r e a c h   pe r c o l a t i o n   t hr e s h o l d  t o   f o r m   c o n t i n uo us   pa t hw a y s   fo r   e l e c t r o n  f l ow s   a n d   r e duc i n g  e l e c t r i c a l   r e s i s t a n c e   a s   m e n t i o n e d  b y   S a a d   e t   a l .   [ 24 ].   It   a l s o   p r o t e c t s   t h e   i nk  f r o m   m o i s t u r e   c h a nge s ,   w h e r e   w a t e r   m a y   di s r upt   c o n duc t i v e   pa t h w a y   i f   t h e   i nk   a d h e s i o n   i s   w e a k  t h e n   m a y   l e a d  i n c r e a s e   v o l t a ge   d r o p  a n d   r e s i s t a n c e .   Co n duc t i v e   i n ks ,   pa rt i c ul a r l y   t h o s e   b a s e d  o n   G N P ,   r e l y   s t r o n gl y   o n   s o l ve n t s   f o r   o pt i m a l   pe r f o r m a n c e .   N o o r   e t   al .   [1 2 ]   s a y   t e r pi n o l   i s   a n   e f fe c t i ve   s o l v e n t   t ha t   f a c i l i t a t e s   t h e   di s s o l ut i o n   a nd  di s pe r s i o n  of   c o n duc t i v e   m a t e r i a l s ,   s uc h  a s   A g   p a r t i c l e s .   T h e   s o l v e n t   e nha n c e s   t h e   f l ui d i t y   of   t h e   i n k ,   a l l o w i n g   i t   t o   b e   e a s i l y   de p o s i t e d  o n   v a r i o us   s ub s t r a t e s .   I n  a ddi t i o n,   t e rpi n o l   s t a b i l i z e s   t h e   i n k   a nd  a l s o   po s s e s s e s   a   l o w e r   t o xi c i t y   pr of i l e   c o m pa r e d  t o   o t h e r   s o l v e n t s .   T h i s   r e s ul t s   i n   a   h o m o ge n e o us   a nd  s t a b l e   c o n duc t i v e   i n k,   a n d   t hi s   i s   w h a t   i s   r e qu i r e d  f o r   q ua l i t y   pri n t i n g   a nd  c o n s i s t e nt   e l e c t r i c a l   pe r f o r m a n c e .   R e ga rdi n g   t h e   v i s c os i t y   of   t h e   i n k,   r e s e a r c h  by   J o r i   e t   a l .   [1 6 ]   i n d i c a t e s   t h a t   hi g h e r  c o nc e n t r a t i o n s   o f   t e r p i n o l   c a n  r e n de r  i n k   v i s c o s i t y   gr e a t e r,   w hi c h   i s   i de a l   f o r   s o m e   f o r m s   o f   pr i nt i n g   w h i l e   po t e n t i a l l y   r e n de r i ng  o t h e r s   c h a l l e n gi n g .   H e n c e ,   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2 5 0 2 - 4 7 52       R e l at i ons hi p   b e t w e e n  v ol t age   an d  r e s i s t an c e   i n   h y br i d   nano - c ondu c t i v e   i nk   on   …   ( Nor as hi k i n   Shar i )   27   b a l a n c e   b e t w e e n   t e r p i n o l   a n d   b ut a n o l   m us t   b e   o pt i m i z e d   f o r  a c hi e v i n g   p ri n t a b i l i t y ,   s ub s t r a t e   a d h e r e n c e ,   a n d  ov e r a l l   c o n duc t i v i t y .   S a n c h e z - D ue n a s   e t   al .   [ 25 ]   e m p h a s i z e d   t h a t   t h e   c o m pa t i b i l i t y   o f   a l l   c o m po n e nt s   i n  t h e   fo r m u l a t i o n  o f   t h e   i n k   i s   ke y   in   e n s u ri n g  t h e   m a i nt e na n c e   o f  de s i r e d  p r o pe r t i e s ,   w h i c h   i m p a c t s   t h e   e l e c t r i c a l   pr o pe rt y   of   t h e   f i n a l   p r o duc t .           F i gu r e   15 .   O v e ra l l   a d h e s i o n   r e s u l t   c o m pa r i s o n  f o r   di f f e r e n t   s ub s t r a t e s   i n  d r y   a nd  w e t   c o n di t i o n s       F i gu r e s   1 6 - 1 8   p r e s e nt s   S E M   i m a ge s   a f t e r   w a t e r   i m m e r s i o n   us e d  t o   e v a l ua t e   t h e   m o r p h o l o g y   a c r o s s   t h e   di f f e r e n t   s ub s t r a t e s .   F o r   t h e   Cu  s ub s t r a t e   (F i gu r e   1 6( a ) – ( c ) ),   F i gu r e   1 6 (b )  e v i de n c e   t h e   10 T   f o r m u l a t i o n  a ppe a r s   t h e   m o s t   u n i f o r m ,   w i t h   p a r t i c l e s   i n   c l o s e   c o n t a c t   a n d   n e i t h e r   p r o n o un c e d  a gg l o m e ra t i o n   n o r   l a r ge   ga ps / v o i ds ,   i n   c o nt r a s t   t o   b o t h   5 T   a nd  15 T   i n   F i g u r e   1 6 (a ) , ( c ).   Co n s i s t e n t   w i t h  t h e s e   c r o s s - s e c t i o n a l   ob s e r v a t i o n s ,   t h e   5 T   f o r m ul a t i o n  e x h i b i t e d   hi g h e r  r e s i s t i v i t y   t h a n  t h e   15T   i n k .   T h e   5 T   s a m pl e   s h o w e d  a   m o r e   po r o us   a n d   n o n - u n i f o r m   p a r t i c l e   d i s t r i b ut i o n  w i t h   l a rge r  g a ps   i n  t h e   c o nduc t i v e   pa t h ,   w h e r e a s   t h e   de n s e r ,   t h o ugh  m o r e   a gg l o m e r a t e d,   15 T   n e t w o r k  p r o v i de d  a   m o re   c o n t i n uo us   pe r c o l a t i o n  pa t h w a y   fo r   e l e c t r o n   t r a n s po rt .   T hi s   e v i de n c e   t ha t   h i g h e r  t e r pi n o l   10T   a nd  1 5T   pr o duc e   b e t t e r   G N P ,   Ag ,   a nd  S A   f o r m a t i o n   t h a t   e n a b l e s   c o n t i nuo us   c o n duc t i v e   pa t h w a y s   a n d   b e t t e r  e l e t r i c a l   pe r f o r m a n c e .             (a )   (b )   (c )     F i gu r e   1 6 .   S E M   r e s ul t s   o n  Cu   s ub s t ra t e s   ( a )   5T ,   (b )  10T ,   a n d   (c )  15 T   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.