Flytande metallskrivare lägger elektroniska kretsar på papper, plast och till och med bomull

En av tillverkares drömmar världen över är att kunna skriva ut elektroniska kretsar på mer eller mindre vilken yta som helst med hjälp av en stationär skrivare. Det stora löftet är möjligheten att få RFID-kretsar tryckta på plast- eller pappersförpackningar, LED-arrayer på tapeter och även transparenta kretsar på glas. Eller helt enkelt att snabbt prototypera kretsar när man designar nya produkter.

Det finns ingen brist på ledande bläck som syftar till att göra detta men de har alla nackdelar av olika slag. Till exempel har många bläck låg eller svårkontrollerad konduktivitet eller behöver värmas upp till temperaturer på upp till 400 grader C efter att de har tryckts, vilket begränsar de material som de kan tryckas på. Resultatet är att möjligheten att skriva ut kretsar rutinmässigt på flexibla material som papper eller plast till stor del har förblivit en dröm.

Tills nu. Idag säger Jing Liu och kompisar vid det tekniska institutet för fysik och kemi i Peking att de har utarbetat hur man skriver ut elektroniska kretsar på en mängd olika material med hjälp av en bläckstråleskrivare fylld med flytande metall. Och de har demonstrerat tekniken på papper, plast, glas, gummi, bomullstyg och till och med ett vanligt löv.

Den nya tekniken är okomplicerad. Den magiska såsen är en flytande metall: en legering av gallium och indium som är flytande vid rumstemperatur. De pumpar det helt enkelt genom en bläckstråleskrivare för att skapa en fin spray av flytande metalldroppar som lägger sig på substratet.

Dropparna oxiderar snabbt när de färdas genom luften och denna oxid bildar ett ytskikt på varje droppe som förhindrar ytterligare oxidation. Det är praktiskt eftersom den flytande metallen i sig inte lätt fäster på substraten. Men det gör metalloxiderna och det är anledningen, säger Jing och co, att kretsarna fäster så bra på ett brett spektrum av ytor.

De säger också att det är relativt enkelt att skapa nästan vilket kretsmönster som helst, antingen genom att flytta skrivarhuvudet över substratet eller genom att använda en mask. Och de har visat detta genom att skriva ut ledande kretsar på bomullstyg, plast, glas och papper samt på ett blad.

Det ser ut att vara en användbar utveckling. Möjligheten att skriva ut kretsar i tidningar eller på t-shirts kommer säkert att locka stort intresse. Och att kunna testa kretsdesigner genom att skriva ut dem med en stationär skrivare kommer att vara ovärderligt för många tillverkare.

Det kanske mest spännande av allt är att tekniken bakom allt detta är billig och enkel: det finns ingen anledning till varför den inte skulle kunna drivas ut på marknaden väldigt snabbt. Och det ökar möjligheten att kunna skriva ut prototypkretsar i småföretag och till och med hemma.

Kan det vara så att skrivare av flytande metall kunde åstadkomma samma typ av revolution inom hemmabyggd elektronik som 3D-skrivare utlöste med materialdesign? Och kanske det går att kombinera dem till en enda maskin som skriver ut funktionella elektroniska enheter?

Svar gärna i kommentarsfältet. Och förslag samt vad du skulle bygga med den här typen av kapacitet hemma.

Ref: arxiv.org/abs/1311.2158 : Finfördelad sprutning av flytande metalldroppar på önskade substratytor som ett generaliserat sätt för allestädes närvarande tryckt elektronik

Dölj