金屬印刷提供了制造柔性 可拉伸電子產(chǎn)品的低成本方法

北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種新技術(shù)，用于直接印刷金屬電路，創(chuàng)造靈活，可拉伸的電子設(shè)備。該技術(shù)可以使用多種金屬和基板，并且與采用直接印刷技術(shù)的現(xiàn)有制造系統(tǒng)兼容。

“靈活的電子產(chǎn)品有望在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，但涉及到大量的制造成本 - 這使得它們成為商業(yè)用途的實(shí)際挑戰(zhàn)，”相關(guān)作者，關(guān)于該工作的論文和NC的副教授State的Edward P. Fitts工業(yè)與系統(tǒng)工程系。

“我們的方法應(yīng)該降低成本，并提供一種生產(chǎn)高分辨率電路的有效方法，使其可以集成到商業(yè)設(shè)備中，”Dong說(shuō)。

該技術(shù)使用現(xiàn)有的電流體動(dòng)力學(xué)印刷技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)在許多使用功能性油墨的制造工藝中使用。但是，Dong的團(tuán)隊(duì)使用的熔融金屬合金的熔點(diǎn)低至60攝氏度，而不是墨水。研究人員使用三種不同的合金展示了他們的技術(shù)，在四種不同的基材上印刷：一種玻璃，一種紙和兩種可拉伸聚合物。

“這是直接印刷，”董說(shuō)。“沒(méi)有面罩，沒(méi)有蝕刻，沒(méi)有模具，使得這個(gè)過(guò)程更加直接。”

研究人員測(cè)試了聚合物基板上電路的彈性，發(fā)現(xiàn)電路的電導(dǎo)率即使在彎曲1,000次后也不受影響。即使拉伸至70%的拉伸應(yīng)變，電路仍然是電穩(wěn)定的。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，如果電路被彎曲或拉得太遠(yuǎn)，它們就能夠“自我修復(fù)”。

“由于熔點(diǎn)低，你可以簡(jiǎn)單地將受影響的區(qū)域加熱到大約70攝氏度，然后金屬一起回流，修復(fù)相關(guān)的損傷，”董說(shuō)。

研究人員通過(guò)創(chuàng)建高密度觸摸傳感器，將400像素陣列安裝在一平方厘米內(nèi)，展示了印刷技術(shù)的功能。

“我們已經(jīng)展示了我們方法的彈性和功能，我們?cè)敢馀c工業(yè)部門(mén)合作，在制造可穿戴傳感器或其他電子設(shè)備時(shí)實(shí)施該技術(shù)，”Dong說(shuō)。