Найден способ производства гибкой электроники в промышленных масштабах

Техника
мобильная версия
, Текст: Сергей Попсулин
Американские ученые разработали способ промышленной печати гибких электронных схем на эластичных материалах и ткани.

Исследователи из Университета Пердью в США разработали метод печати гибких и растягивающихся проводников электрического тока практически на любой поверхности, включая эластичные материалы и ткани. Метод позволяет легко освоить производство в промышленных масштабах. Статья, посвященная их работе, будет опубликована в апрельском номере журнала Advanced Materials.

Для нанесения токопроводящих схем на эластичный материал группа ученых во главе с доктором наук Джоном Уильямом Болеем (John William Boley) воспользовалась обычным струйным принтером, но вместо чернил поместила в картридж суспензию с металлическими частицами.

Суспензия была приготовлена путем разрушения «жидкого металла» (liquid metal). Полученные в результате разрушения микрочастицы материала помещались в этанол, а полученная смесь взбивалась в суспензию под действием ультразвука.

«Сам по себе «жидкий металл» нельзя напечатать. Поэтому мы превратили его в суспензию, которая легко проходит через сопла печатающей головки, — рассказала одна из участниц исследования Ребекка Крамер (Rebecca Kramer). — И теперь мы можем наносить гибкие схемы почти на что угодно».

После нанесения суспензии на материал этанол испаряется, и на нем остаются только частицы «жидкого металла».


Новый метод позволяет наносить токопроводящие схемы на эластичные материалы и ткань

Однако полученная в результате печати схема не проводит ток. Чтобы она стала токопроводящей, ее необходимо «активировать», надавить на нее так, чтобы частицы «жидкого металла» слиплись друг с другом. Это открывает определенные возможности для производителя: он может создать один шаблон схемы и в различных изделиях придавать схеме различную функциональность, активируя лишь некоторые из ее участков, тогда как остальные оставлять не токопроводящими.

Исследователи считают, что новый метод позволит легко печатать электронные схемы на одежде и создавать новые виды носимых устройств, а также найдет применение в робототехнике — для создания человекоподобных машин. «Проводники, изготовленные из «жидкого металла», могут растягиваться и деформироваться без разрушения», — подчеркнула Крамер.

Исследователи не пояснили, каким образом они предлагают наносить на эластичные материалы электронные компоненты.

В дальнейшем группа исследователей планирует понять, влияет ли на проводимость гибких схем из «жидкого металла» материал основы, на который они наносятся, и каким образом. А также изобрести технологию автоматической активации схемы после ее печати.

Добавим, что гибкая электроника интересует инженеров уже давно. В 2009 г. ученые из США и Германии разработали новый тип полупроводниковых чернил, которые можно наносить на изделие с помощью специального струйного принтера.