Инженеры из Университета Райса (США) решили одну из самых упрямых проблем печатной электроники — как быстро и точно запечь проводящие чернила, не повредив при этом чувствительную поверхность под ними. Их новое устройство Meta-NFS концентрирует микроволны в крошечную область меньше 200 микрометров и нагревает только свеженанесённый материал до температуры выше 160°C, оставляя всё вокруг холодным.
Обычные методы спекания (термические печи или лазеры) нагревают всё подряд, что делает невозможным печать электроники на живых тканях, биополимерах, имплантах или других деликатных материалах. Новый подход работает иначе: микроволны проникают в чернила изнутри, а специальная структура — метаматериал с резонатором и заострённым наконечником — фокусирует энергию именно туда, где нужно.
Эффективность передачи энергии выросла с 8,5% (у обычных микроволновых аппликаторов) до 79,5%. Благодаря этому можно печатать проводящие дорожки на листьях растений, бумаге, силиконе, пластике и даже прямо на костях животных. В экспериментах исследователи успешно нанесли беспроводной датчик деформации на бедренную кость коровы.
Ещё одно важное преимущество — возможность в реальном времени менять свойства чернил, регулируя мощность микроволн. Электрическое сопротивление серебряных наночернил можно менять более чем на три порядка, приближаясь к проводимости чистого серебра.
Это открывает путь к новым классам гибридных электронных устройств для медицины, мягкой робототехники и носимой электроники.
