Revolutionaire elektronische inkt: apparaten gemaakt van hard en zacht!

Revolutionaire elektronische inkt: apparaten gemaakt van hard en zacht!

Onderzoekers zijn erin geslaagd een baanbrekend soort ‘elektronische inkt’ te ontwikkelen die het mogelijk maakt elektronische schakelingen te printen die hun stijfheid kunnen veranderen. Deze nieuwe technologie zou de basis kunnen vormen voor de ontwikkeling van innovatieve apparaten die afhankelijk van het gebruik wisselen tussen stijve en zachte vormen. Luidruchtig Levende Wetenschap De inkt bevat een combinatie van gallium, een metaal dat vast is bij kamertemperatuur maar net onder de lichaamstemperatuur (37°C) smelt, en een op polymeer gebaseerd oplosmiddel dat ontleedt bij lichte verhitting.

Het resultaat van dit onderzoek is een stabiele, printbare substantie die bij verhitting geleidend wordt. Het kan zowel plastic als rubberachtige eigenschappen hebben. Dit opent nieuwe mogelijkheden voor medische apparatuur, flexibele robotica en persoonlijke elektronica. Jae-Woong Jeong, co-auteur van de studie en hoogleraar elektrotechniek aan het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), maakte duidelijk dat deze technologie de huidige beperkingen van traditionele elektronica kan overwinnen, die ofwel stijf zijn als smartphones, of zacht als draagbare apparaten.

Innovatieve productiemethoden

Een centraal onderdeel van het onderzoek is het proces van het dispergeren van microscopisch kleine galliumdeeltjes in een polymeermatrix met dimethylsulfoxide (DMSO). Bij lichte verhitting ontleedt DMSO en creëert een licht zure omgeving die de oxidelaag van de galliumdeeltjes verwijdert. Hierdoor kunnen de deeltjes smelten en geleidende netwerken vormen. De nieuwe inkt kan kenmerken printen die zo klein zijn als 50 micron en verandert hun eigenschappen tot een stijfheidsveranderingsverhouding van 1.465, zoals Instockin gemeld.

Naast de veelbelovende toepassing voor het maken van schakelingen die kunnen schakelen tussen hard en zacht, is de inkt ook ontwikkeld voor meerlaagse schakelingen. Deze nieuwe methode zou een revolutie teweeg kunnen brengen in de ontwikkeling van apparaten die zich kunnen aanpassen aan verschillende omstandigheden, waardoor een breed scala aan mogelijkheden ontstaat voor slijtage, medische toepassingen en robotica.

Praktische toepassingen

De onderzoekers hebben al twee werkende prototypes ontwikkeld. Een draagbaar zorgapparaat blijft stijf bij kamertemperatuur en wordt zacht bij contact met de huid. Een ander voorbeeld is een flexibel hersenimplantaat dat tijdens de operatie stijf blijft en zacht wordt in de hersenen om irritatie en ontsteking te minimaliseren. Deze toepassingen demonstreren het potentieel van de innovatieve inkt om zowel de veiligheid als het welzijn van gebruikers te verbeteren.

De mogelijkheid om deze inkt te gebruiken met gangbare productietechnieken zoals zeefdruk en dipcoating maakt ook de weg vrij voor toekomstige grootschalige en 3D-geprinte elektronische apparaten. De succesvolle ontwikkeling van deze technologie laat zien dat het mogelijk is om de uitdagingen van het printen met vloeibaar metaal te overwinnen door middel van nieuwe, creatieve benaderingen.