Под носимой электроникой сейчас чаще всего подразумевают медицинские приборы и небольшой набор бытовых гаджетов. Тем не менее применений носимых устройств может быть гораздо больше, а их функционал шире. Нужны только технологии, позволяющие создавать гибкую электронику, выдерживающую деформации в достаточно широком диапазоне. Её и разработали исследователи из Стэнфордского университета.

Ограниченность носимой электроники

На сегодняшний день видов носимой электроники не так уж и много. В основном она ограничивается фитнес-трекерами, умными часами, медицинскими датчиками и небольшими устройствами, которые встраиваются в одежду. При этом функционал и удобство использования приборов и гаджетов сильно ограничены из-за их габаритов и конструкции. Их нельзя сделать более удобными, потому как они не гнутся и не принимают нужную форму. Используемые современные технологии также не позволяют сделать конструкцию менее громоздкой, ведь устройству необходим жесткий корпус. Исследования специалистов из Стэнфордского университета могут радикально изменить принципы конструирования носимой электроники. Им удалось создать гибкие схемы на полупроводниках, разработав новую технологию производства.

Гибкие полупроводники

Самым большим преимуществом носимой электроники должен стать комфорт её использования, а значит, она должна быть гибкой и практически незаметной. Современные технологии изготовления микросхем не позволяют использовать гибкую подложку из полимеров, поскольку температура во время технологических процессов порой достигает 1000 градусов. Полимерная подложка просто не выдерживает такой тепловой нагрузки. Поэтому исследователи внесли несколько корректив в этот процесс. Прежде всего, для создания полупроводников они использовали дисульфид молибдена, из которого на молекулярном уровне буквально собрали транзистор. Эту технологию получили не так давно, она позволяет создавать двухмерные электронные компоненты субнанометрового масштаба. Правда, их нельзя сразу же наносить на гибкую основу из полиэфирной плёнки, полиэфирэфиркетона или полиимидов – рабочая температура в 850 градусов Цельсия сразу же её разрушит.

Эту проблему решили при помощи поэтапного переноса компонентов. Для начала создали подложку, менее восприимчивую к нагреву. Её изготовили из кремния, покрыв сверху стеклом. На подложку наносили слоями дисульфид молибдена и нанопаттерн из золота, осаживая их из пара. После того, как подложка с нанесёнными на неё электронными компонентами остыла, её поместили в ванну с деионизированной водой. В воде нанесённый на подложку транзистор отслаивается и переносится на гибкую основу. При этом нанопаттерн из золота выполняет роль радиатора, рассеивая тепло, которое вырабатывается во время работы транзисторов.

Полученная схема, по словам авторов проекта, принесёт большую пользу. Уменьшение размеров электронных компонентов позволит уменьшить энергопотребление и увеличить автономность устройства. В дальнейшем исследователи усовершенствуют процесс создания схем, сделав их более прочными и универсальными. Как ожидается, на подобном принципе можно будет создавать не только носимую электронику, но и другую технику, в том числе и беспроводную.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!