Utskrivbar elektronik

Nästa gång du beställer kaffe, föreställ dig att du sätter en temperaturavkännande klistermärke på din to-go-kopp. En dag kan den högteknologiska stämplingen som producerar ett sådant klistermärke också ge oss matförpackningar som visar en digital nedräkning för att varna för förstörda produkter, eller till och med en fönsterruta som visar dagens prognos, baserat på mätningar av väderförhållandena utanför.

Ingenjörer vid MIT har uppfunnit en snabb, exakt stämplingsprocess som kan göra sådana elektroniska ytor till en billig verklighet. I en tidning publicerad i S Vetenskapens framsteg , rapporterar forskarna att de har tillverkat en stämpel gjord av kolnanorör som kan skriva ut elektroniska bläck på både styva och flexibla ytor.

A. John Hart, docent i modern teknik och maskinteknik, säger att teamets stämplingsprocess borde kunna skriva ut transistorer som är tillräckligt små för att styra enskilda pixlar i högupplösta skärmar och pekskärmar. Det kan också erbjuda ett relativt billigt och snabbt sätt att tillverka elektroniska ytor.

Det finns ett stort behov av utskrift av elektroniska enheter som är extremt billiga men ger enkla beräkningar och interaktiva funktioner, säger Hart. Han tillägger att gruppens nyutvecklade utskriftsprocess är en möjliggörande teknologi för högpresterande, helt tryckt elektronik, inklusive transistorer, optiskt funktionella ytor och allestädes närvarande sensorer.

För att exakt skriva ut elektronik designade Hart och hans team nanoporösa frimärken. Svampigare än gummi, och ungefär lika stor som en fingernagel, har de mönstrade drag som är mycket mindre än bredden på ett människohår.

För att skapa sådana mycket detaljerade frimärken använde teamet kolnanorör - starka, mikroskopiska ark av kolatomer, arrangerade i cylindrar. Forskarna använde gruppens tidigare utvecklade tekniker för att odla nanorören på en yta av kisel i noggrant kontrollerade mönster, inklusive bikakeliknande hexagoner och blomformade mönster. Sedan infunderade de stämpeln med en liten volym elektroniskt bläck som innehöll halvledande nanopartiklar som silver, zinkoxid eller kvantprickar.

Forskarna byggde en tryckmaskin med en motoriserad spole, runt vilken flexibla substrat kan lindas. De fixerade varje stämpel på en fjädermonterad plattform för att kontrollera kraften som används för att pressa stämplarna upp på underlaget när spolen snurrar över plattformen.

Tester visade att de tryckta mönstren hade tillräckligt med elektrisk ledningsförmåga för att till exempel fungera som högpresterande transparenta elektroder. Hart och hans team planerar nu att utöva möjligheten till tryckt elektronik.

Dölj