Επαναστατική ηλεκτρονική μελάνη: συσκευές κατασκευασμένες από σκληρό και μαλακό!

Επαναστατική ηλεκτρονική μελάνη: συσκευές κατασκευασμένες από σκληρό και μαλακό!

Οι ερευνητές κατάφεραν να αναπτύξουν έναν πρωτοποριακό τύπο «ηλεκτρονικού μελανιού» που καθιστά δυνατή την εκτύπωση ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που μπορούν να αλλάξουν την ακαμψία τους. Αυτή η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να αποτελέσει τη βάση για την ανάπτυξη καινοτόμων συσκευών που αλλάζουν μεταξύ άκαμπτων και μαλακών μορφών ανάλογα με τη χρήση. Μεγαλόφωνος Ζωντανή Επιστήμη Το μελάνι περιέχει έναν συνδυασμό γαλλίου, ενός μετάλλου που είναι στερεό σε θερμοκρασία δωματίου αλλά λιώνει ακριβώς κάτω από τη θερμοκρασία του σώματος (98,6°F / 37°C) και ενός διαλύτη με βάση το πολυμερές που αποσυντίθεται όταν θερμαίνεται ήπια.

Το αποτέλεσμα αυτής της έρευνας είναι μια σταθερή, εκτυπώσιμη ουσία που γίνεται αγώγιμη όταν θερμαίνεται. Μπορεί να έχει και πλαστικές και ελαστικές ιδιότητες. Αυτό ανοίγει νέες δυνατότητες για ιατρικές συσκευές, ευέλικτη ρομποτική και προσωπικά ηλεκτρονικά. Ο Jae-Woong Jeong, συν-συγγραφέας της μελέτης και καθηγητής ηλεκτρολόγων μηχανικών στο Κορεάτικο Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας (KAIST), κατέστησε σαφές ότι αυτή η τεχνολογία μπορεί να ξεπεράσει τους τρέχοντες περιορισμούς των παραδοσιακών ηλεκτρονικών, τα οποία είναι είτε άκαμπτα όπως τα smartphone είτε μαλακά σαν φορητές συσκευές.

Καινοτόμες μέθοδοι παραγωγής

Κεντρικό στοιχείο της έρευνας είναι η διαδικασία διασποράς μικροσκοπικών σωματιδίων γαλλίου σε πολυμερή μήτρα με διμεθυλοσουλφοξείδιο (DMSO). Όταν θερμαίνεται απαλά, το DMSO αποσυντίθεται και δημιουργεί ένα ελαφρώς όξινο περιβάλλον που αφαιρεί το στρώμα οξειδίου από τα σωματίδια του γαλλίου. Αυτό επιτρέπει στα σωματίδια να λιώσουν και να σχηματίσουν αγώγιμα δίκτυα. Το νέο μελάνι μπορεί να εκτυπώσει χαρακτηριστικά έως και 50 microns και αλλάζει τις ιδιότητές τους σε αναλογία αλλαγής ακαμψίας 1.465, όπως π.χ. Instockin αναφέρθηκε.

Εκτός από την πολλά υποσχόμενη εφαρμογή του για την κατασκευή κυκλωμάτων που μπορούν να αλλάξουν μεταξύ σκληρού και μαλακού, το μελάνι έχει επίσης αναπτυχθεί για κυκλώματα πολλαπλών στρώσεων. Αυτή η νέα μέθοδος θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην ανάπτυξη συσκευών που μπορούν να προσαρμοστούν σε διαφορετικές συνθήκες, ανοίγοντας ένα ευρύ φάσμα δυνατοτήτων για φθορά, ιατρικές εφαρμογές και ρομποτική.

Πρακτικές εφαρμογές

Οι ερευνητές έχουν ήδη αναπτύξει δύο λειτουργικά πρωτότυπα. Μια φορητή συσκευή υγειονομικής περίθαλψης παραμένει άκαμπτη σε θερμοκρασία δωματίου και γίνεται απαλή όταν έρχεται σε επαφή με το δέρμα. Ένα άλλο παράδειγμα είναι ένα εύκαμπτο εγκεφαλικό εμφύτευμα που παραμένει άκαμπτο κατά τη διάρκεια της επέμβασης και μαλακώνει στον εγκέφαλο για να ελαχιστοποιήσει τον ερεθισμό και τη φλεγμονή. Αυτές οι εφαρμογές καταδεικνύουν τις δυνατότητες του καινοτόμου μελανιού να βελτιώνει τόσο την ασφάλεια όσο και την ευημερία των χρηστών.

Η δυνατότητα χρήσης αυτού του μελανιού με κοινές τεχνικές κατασκευής, όπως η μεταξοτυπία και η επίστρωση εμβάπτισης, ανοίγει επίσης το δρόμο για μελλοντικές ηλεκτρονικές συσκευές μεγάλης κλίμακας και 3D εκτυπωμένες. Η επιτυχημένη ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας δείχνει ότι είναι δυνατό να ξεπεραστούν οι προκλήσεις της εκτύπωσης με υγρό μέταλλο μέσω νέων, δημιουργικών προσεγγίσεων.