一種將電子電路直接印刷到彎曲和波紋表面上的新技術(shù)

美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)研究人員展示了一種將電子電路直接印刷到彎曲和波紋表面上的新技術(shù)。這項(xiàng)工作為各種新的柔性電子技術(shù)鋪平了道路，研究人員已使用該技術(shù)制造了原型“智能”隱形眼鏡、壓敏乳膠手套和透明電極。該研究成果近日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。

代表性打印圖案。

研究人員稱(chēng)，有許多現(xiàn)有技術(shù)可使用各種材料制造印刷電子產(chǎn)品，但存在局限性。其中一個(gè)挑戰(zhàn)是，現(xiàn)有技術(shù)需要在用于印刷電路的“墨水”中使用聚合物黏合劑，這會(huì)損害電路的導(dǎo)電性，因此必須在印刷后加入一個(gè)額外的步驟來(lái)去除這些黏合劑。第二個(gè)挑戰(zhàn)是，這些打印技術(shù)通常需要在平坦表面上打印，但許多應(yīng)用并不具備這樣的條件。

研究人員此次開(kāi)發(fā)出一種不需要黏合劑的技術(shù)，可在各種曲線表面上打印。它還允許將電路打印為厚度均勻的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

新技術(shù)的第一步是為相關(guān)應(yīng)用創(chuàng)建一個(gè)模板，其中包含特定的微型凹槽圖案。然后，使用模板在彈性聚合物薄膜中復(fù)制該圖案。最后，研究人員將聚合物薄膜附著到相關(guān)的基板上，基板可以是平坦或彎曲的。此時(shí)，聚合物中的微小凹槽充滿(mǎn)了含有銀納米線的液體溶液。允許溶液在室溫下干燥，在具有所需形狀和電路圖案的柔性材料中留下銀納米線。

為了演示該技術(shù)，研究人員創(chuàng)建了3個(gè)概念驗(yàn)證原型。一種是帶有內(nèi)置電路的“智能”隱形眼鏡，可用于測(cè)量眼睛的流體壓力；一種是柔性透明電極，電路印刷成網(wǎng)格圖案，可用于太陽(yáng)能電池或觸控面板；第三種是乳膠手套，上面印有電路作為壓力傳感器，可用于機(jī)器人和人機(jī)界面。

科研人員為演示新的曲面打印柔性電路技術(shù)，設(shè)計(jì)了3個(gè)概念驗(yàn)證原型。智能隱形眼鏡，和生物醫(yī)學(xué)有關(guān)；柔性透明電極，可用于太陽(yáng)能電池和觸控板；乳膠手套，可用于人機(jī)界面。三個(gè)原型，三個(gè)極具潛力的應(yīng)用領(lǐng)域，科研人員展示了他們技術(shù)廣闊的應(yīng)用前景。他們還附上了一些代表性印刷圖案：玫瑰、網(wǎng)格、蛇形……這種打印方法也可以擴(kuò)展到其他納米材料，制作高性能柔性電子產(chǎn)品。顯然，接下來(lái)就需要富有成效的成果轉(zhuǎn)化工作，將潛力盡早變成現(xiàn)實(shí)。

審核編輯 ：李倩