Новата технология позволява отпечатван на биоразградима електроника върху всичко
(снимка: TechXplore / Pennsylvania State University)
Отпечатваната електроника може да помогне за разпространението на интелигентни, свързани устройства – от домакински уреди, които комуникират помежду си, до медицински диагностични сензори, които се поставят върху тялото, за да се избегнат инвазивни процедури. Но разнообразието от печатащи повърхности е предизвикателство.
Съществуващите методи за печат върху плоскости може да не са безопасни за използване върху човешката кожа, например, или да не са приложими за сложни текстури и форми. Сега международен екип изследователи от Държавния университет в Пенсилвания (Penn State) е разработил евтина техника за трансфер посредством нисък топлопренос, чрез която може да се отпечатва биоразградима електроника върху различни сложни геометрии и потенциално върху човешка кожа, съобщи TechXplore.
„Опитваме се да дадем възможност за директно изработване на интегрални схеми със свободна форма, 3D геометрии”, казва Хуаню „Лари” Ченг, професор по кариерно развитие в катедрата по инженерни науки и механика на университета. „Отпечатването върху сложни обекти може да направи възможно в бъдеще интернет на нещата да е такъв, че веригите да свързват различни обекти около нас, независимо дали са интелигентни домашни сензори, роботи, които изпълняват сложни задачи заедно, или устройства, поставени директно върху човешкото тяло”.
За да започнат процеса на отпечатване, изследователите са покрили тънък филм с мастило, направено от цинкови наночастици. Той е прикрепен към покритие, подобно на шаблон, върху целевата повърхност. След това учените пуснали високоенергийна ксенонова светлина през филма. За милисекунди енергията от тази светлина е възбудила частиците достатъчно, за да ги прехвърли на новата повърхност през шаблона.
Новата повърхност, благодарение на този метод, може да има сложна форма: отпечатаните обекти в експеримента включват стъклена чаша и мида. Прехвърленият цинк образува проводима електронна верига, която може да се адаптира за използване като сензор или антена.
Методът, в сравнение с други техники за печат на електроника, е много по-бърз и рентабилен, тъй като не използва скъпо оборудване като вакуумни камери, обяснява Ченг. Новата техника може да бъде и по-устойчива.
„Днес електрониката се обновява на всеки две години и това създава огромно количество електронни отпадъци”, каза Ченг. „Когато погледнем в бъдещето, ако нашата електроника е достатъчно екологична, за да може да се изхвърля в тоалетната, употребата ѝ ще бъде много по-добре за околната среда”.
Този фактор на биоразградимост също така подобрява и сигурността на устройствата. Екипът проучва и възможностите за преобразуване на отпечатаните биоразградими цинкови вериги в постоянни.
Това, което предстои сега, е да се изследва доколко може методите за печат да се мащабират и да са по-удобни за широкомащабно производство. Оптимизирането на процедурата за печат, както и отпечатването върху кожата – за приложения за мониторинг на здравето – също ще бъде приоритет.