Специалисты возлагают большие надежды на носимую электронику, представляя её универсальным решением многочисленных проблем. Очередным этапом в её развитии может стать инновационный метод создания электронных схем, позволяющий печатать их на гибких поверхностях.

Носимые устройства

На текущий момент носимая электроника находится лишь в самом начале своей эволюции. Всерьёз над ней начали работать, как только появились электронные компоненты, достаточно мощные, чтобы обеспечить солидные вычислительные способности, а также обладающие низким энергопотреблением, что могло гарантировать долгий период эксплуатации при наличии батареи небольших размеров. Правда, в какой-то момент разработчики упёрлись в серьёзную проблему. Для того, чтобы создать устройство маленьким и удобным, его необходимо сделать гибким, и вот как раз с этим оказалось справиться сложнее всего. Все относительно простые и экономически доступные современные методы производства электронных устройств применяют печать микроскопических компонентов на твёрдой подложке, и адаптировать их к новым реалиям не так-то просто. Процесс производства связан с использованием высоких температур, которых не может выдержать ни один мягкий материал.

Конечно, попытки найти альтернативу были, причём довольно успешные, но их сложно назвать простыми. Масштабировать их до промышленного уровня не представляется возможным, устройства получались бы очень дорогими, а сам процесс производства – невероятно долгим. Время от времени специалисты предлагают собственные решения с разной степенью полезности. К примеру, исследовательская группа из Университета штата Северная Каролина считает, что схемы можно формовать при помощи 3D-шаблонов.

В форме

Помимо высоких температур, есть и другие проблемы, такие как кривизна поверхности. В некоторых случаях печать непосредственно схемы производится при помощи 3D-принтера, а в качестве материала используют проводящие чернила, смешанные с определённым количеством полимера, чтобы увеличить адгезию, то есть способность нанесённой схемы «приставать» к поверхности. Казалось бы, это может решить проблему, но трудности лишь стали другими. Добавление полимера ухудшает электропроводность, к тому же для 3D-принтера криволинейная поверхность является непреодолимым препятствием. Можно напечатать деталь на плоскости, но на полусфере уже нет. У исследователей из Университета штата Северная Каролина сделать это тоже не получилось, поэтому они разработали собственный способ создания схем на мягких поверхностях.

Для этого они сделали трёхмерную форму. С внешней видимой стороны нет ничего, но с внутренней, которая и будет прилегать к подложке, имеется небольшая канавка. 3D-принтер печатает форму на плоской твёрдой подложке, повторяя контур электронной схемы, причём в качестве материала используется полимер с микропорами. Как только форма высыхает, её переносят на криволинейную поверхность, обеспечивают плотное прилегание, а потом заливают раствором, содержащим серебряные нановолокна. Частицы серебра просачиваются сквозь микропоры и заполняют внутреннюю часть формы, постепенно создавая электронную схему. Через некоторое время напечатанный полимерный каркас снимают, а на поверхности остаются лишь серебряные дорожки. В своих экспериментах учёные смогли распечатать схемы на контактной линзе и латексной перчатке. На текущий момент они ищут способы коммерческого использования технологии и компанию, которой она может понадобиться.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!