Хотя сфера печатаемой электроники может быть очень перспективной, печать схем на изогнутых поверхностях все еще остается сложной задачей. Новая технология значительно упрощает этот процесс, позволяя создавать новые типы электронных устройств.
Две проблемы печати электроцепей
Новая технология разработана учеными Университета штата Северная Каролина. В ходе работы команда постаралась решить две проблемы, свойственные существующим методам печати электронных цепей.
Первая проблема - связующие агенты. Проводящие чернила, используемые для печати электронных схем, содержат связующие полимеры. Они необходимы, чтобы дорожки могли прилипать к материалу подложки. Но эти агенты ухудшают проводимость, поэтому требуется дополнительный этап удаления полимеров после того, как схема напечатана. Вторая проблема - электронные схемы, как правило, могут печататься только на плоских поверхностях.
Новая технология решает обе проблемы.
Как это работает?
Для начала, создается шаблон, который включает себя сеть микроканалов, повторяющих расположение дорожек будущей схемы. Этот шаблон используется для создания тонкой эластомерной мембраны, в которой воспроизводится тот же рисунок микроканалов. Затем эту гибкую мембрану наносят на нужную изогнутую поверхность каналами вниз.
После этого создается сама схема - в микроканалы закачивается жидкий раствор с содержанием наночастиц серебра и этанола. Раствор не содержит связывающих агентов, которые бы ухудшали работу схемы. Он заполняет микроканалы, а затем постепенно высыхает, превращаясь в цепь из серебряных нанопроводников, повторяющих контуры изогнутой поверхности. Саму гибкую мембрану после этого можно удалить без ущерба для схемы.
Зачем это нужно?
Возможность печатать электронные схемы на изогнутых и фигурных поверхностях открывает массу интересных возможностей. Так, уже в ходе тестов технологии ученым удалось создать несколько новых полезных устройств.
Например, ученые создали контактную линзу, которая может быть использована для измерения давления жидкости в глазу. Второе устройство - латексная перчатка с интегрированными датчиками давления, которые могут дать роботам или бионическим протезам способность чувствовать прикосновения. Третье устройство - прозрачный электрод, который можно использовать в солнечных элементах или сенсорных панелях.
Само собой, этим возможности технологии не ограничиваются. «Мы открыты для общения с отраслями, которые заинтересованы в изучении потенциала этой техники», - говорит Ён Чжу, один из разработчиков технологии.
Описание разработки опубликовано в журнале Science Advances.
