Nowa technologia zamienia prawie każdą powierzchnię w płytkę drukowaną

Elektronika drukowana może ułatwić rozpowszechnianie inteligentnych, połączonych urządzeń - od komunikujących się ze sobą urządzeń gospodarstwa domowego po medyczne czujniki diagnostyczne, które umieszcza się na ciele, aby uniknąć inwazyjnych procedur. Jednak różnorodność drukowanych powierzchni stanowi wyzwanie.

Do czego to służy

Istniejące metody drukowania paneli mogą nie być bezpieczne do stosowania na przykład na ludzkiej skórze lub mogą nie mieć zastosowania do złożonych tekstur i kształtów. Obecnie międzynarodowy zespół naukowców z Pennsylvania State University opracował tanią technologię o niskim współczynniku przewodzenia ciepła, która umożliwia drukowanie biodegradowalnej elektroniki na różnych złożonych geometriach, a być może także na ludzkiej skórze.

"Staramy się zapewnić bezpośrednią produkcję układów scalonych o swobodnej formie i trójwymiarowej geometrii", powiedział Huanyu "Larry" Cheng, profesor rozwoju kariery na uniwersyteckim Wydziale Inżynierii i Mechaniki. "Drukowanie na złożonych obiektach może umożliwić w przyszłości stworzenie IoT takiego, w którym obwody łączą różne obiekty wokół nas, niezależnie od tego, czy są to czujniki inteligentnego domu, roboty wykonujące wspólnie złożone zadania, czy urządzenia umieszczone bezpośrednio na ludzkim ciele."

Jak to się robi

Aby rozpocząć proces drukowania, badacze pokryli cienką folię atramentem z nanocząsteczek cynku. Był on przymocowany do powłoki szablonowej na powierzchni celu. Następnie naukowcy przepuścili przez folię wysokoenergetyczne światło ksenonowe. W ciągu milisekund energia tego światła pobudziła cząsteczki na tyle, by przenieść je na nową powierzchnię poprzez szablon.

Nowa powierzchnia, dzięki tej metodzie, może mieć skomplikowany kształt: obiekty wydrukowane podczas eksperymentów to m.in. szklana zlewka i muszelka. Przeniesiony cynk tworzy przewodzący obwód elektroniczny, który może być przystosowany do użycia jako czujnik lub antena.

Jakie są perspektywy

Metoda ta jest znacznie szybsza i bardziej ekonomiczna niż inne metody drukowania elektroniki, ponieważ nie wykorzystuje drogiego sprzętu, takiego jak komory próżniowe, wyjaśnia Cheng. Nowa technika może być również bardziej przyjazna dla środowiska.

Czynnik biodegradowalności zwiększa również bezpieczeństwo stosowania urządzeń. Zespół bada również możliwość przekształcenia drukowanych biodegradowalnych łańcuchów cynkowych w trwałe.

Teraz pozostaje do zbadania, jak metody drukowania mogą być skalowane i bardziej wygodne dla produkcji na dużą skalę. Priorytetem będzie również optymalizacja procedury drukowania, a także drukowanie na skórze - w zastosowaniach związanych z monitorowaniem stanu zdrowia.

Źródło: techxplore