Oamenii de știință inventează „cerneală electronică” ciudată, care schimbă forma, care ar putea da naștere unei noi generații de gadgeturi flexibile

Oamenii de știință au dezvoltat un nou tip de „cerneală electronică” care poate fi utilizat pentru imprimarea circuitelor electronice capabile să se comută între stări rigide și moi atunci când sunt încălzite.

Tehnologia ar putea deschide calea pentru dispozitivele electronice de generație viitoare care schimbă forma sau rigiditatea în funcție de modul în care sunt folosite, de la implanturi medicale care se înmoaie în interiorul corpului până la robotica flexibilă.

Cerneala combină galiu, un metal care este solid la temperatura camerei, dar se topește chiar sub temperatura corpului – 98,6 grade Fahrenheit (37 grade Celsius) – cu un polimer-Solvent bazat pe care se descompune atunci când se încălzește ușor. Rezultatul este o substanță stabilă, imprimabilă, care devine conductivă după încălzire și își poate schimba rigiditatea ca răspuns la temperatură.

Rezultatele au fost publicate pe 30 mai în jurnal Progrese științifice.

“Acest lucru deschide noi posibilități pentru viitoarele electronice personale, dispozitive medicale și robotică”, co-autor de studiu Jae-woong jeongprofesor de inginerie electrică la Institutul Advanced de Știință și Tehnologie din Coreea (KAIST), a spus într -un declaraţie.

Înrudite: Tranzistorul unic „ar putea schimba lumea electronică” datorită vitezei de comutare la scară nanosecundă și refuzului de a se purta

Majoritatea electronicelor se încadrează astăzi într -una din cele două tabere: dispozitive rigide precum smartphone -urile și laptopuricare oferă performanță și durabilitate cu costul flexibilității; sau sisteme moi, cum ar fi purtabile, care sunt mai confortabile de purtat, dar pot fi mai greu de fabricat precis sau de integrare cu componente mai complexe.

De la hardware la uzură moale

Așa-numitele electronice variabile-rigiditate urmăresc să elimine acest decalaj, permițând dispozitivelor să se deplaseze între stările dure și moi, după cum este necesar.

Galiu a atras mult timp interesul în acest domeniu din cauza cât de diferit se comportă în forme solide și lichide. Dar utilizarea acesteia pentru electronice tipărite s -a dovedit dificilă datorită tensiunii sale de suprafață ridicate și a tendinței de oxidare atunci când este expusă la aer, formând un fel de crustă care împiedică să se lipească sau să se răspândească corect.

Pentru a aborda acest lucru, cercetătorii au dezvoltat un proces de dispersare a particulelor microscopice de galiu într-o matrice polimerică-în esență o bază flexibilă, asemănătoare cu cerneala-folosind un solvent numit dimetil sulfoxid (DMSO).

Când circuitul imprimat este încălzit ușor, solventul se descompune și creează un mediu ușor acid. Acest lucru îndepărtează stratul de oxid din particulele de galiu, permițându -le să se topească și să se contopească pentru a forma căi conductoare.

Cerneala rezultată poate fi utilizată pentru a imprima caracteristici de până la 50 de micrometri (0,002 inci sau 0,005 centimetri) – mai subțire decât un păr uman -și poate alterna între duritatea asemănătoare plasticului și moliciunea cauciucată, după cum este necesar. Cercetătorii au spus că materialul a devenit de peste 1.400 de ori mai moale atunci când s -a încălzit în timpul testelor.

Echipa a construit două dispozitive de lucru pentru a demonstra cum ar putea fi utilizată tehnologia Bendy. Unul a fost un dispozitiv de sănătate purtabil care se comportă ca un electronic portabil rigid la temperatura camerei, apoi înmoaie contactul cu pielea pentru a îmbunătăți confortul. Cealaltă a fost un implant cerebral flexibil care a rămas rigid în timpul operației, astfel încât să poată fi introdus cu precizie, apoi înmuiat o dată în creier pentru a ajuta la reducerea iritației și inflamației.

Cerneala poate fi utilizată cu tehnici comune de fabricație, cum ar fi imprimarea pe ecran și acoperirea cu scufundări, ceea ce înseamnă că ar putea fi utilizat la scară mai mare sau Tipărit 3D Electronice în viitor, au spus cercetătorii.

“Realizarea de bază a acestei cercetări constă în depășirea provocărilor de lungă durată ale tipăririi metalelor lichide prin tehnologia noastră inovatoare”, a spus Jeong în declarație. “Controlând aciditatea cernelii, am putut conecta electric și mecanic particule de galiu imprimate, permițând fabricarea temperaturii camerei a circuitelor de înaltă rezoluție, cu o rigiditate reglabilă.”

Owen Hughes este un scriitor și redactor independent specializat în date și tehnologii digitale. Anterior, redactor senior la Zdnet, Owen a scris despre tehnologie de mai bine de un deceniu, timp în care a acoperit totul, de la AI, cibersecuritate și supercomputere până la limbajele de programare și sectorul public. Owen este interesat în special de intersecția tehnologiei, a vieții și a muncii – în rolurile sale anterioare la ZDNET și TechRepublic, a scris pe larg despre conducerea afacerilor, transformarea digitală și dinamica în evoluție a muncii la distanță.