Trykt elektronik gennembrud kan føre til en fleksibel elektronikrevolution

En ny form for elektronikfremstilling, som indlejrer siliciumnanotråde i fleksible overflader, kan føre til radikale nye former for bøjelig elektronik, siger videnskabsmænd.

I et nyt papir offentliggjort i dag i tidsskriftet Mikrosystemer og nanoteknik , ingeniører fra University of Glasgow beskriver, hvordan de for første gang har været i stand til til en overkommelig pris at 'printe' højmobilitets halvleder nanotråde på fleksible overflader for at udvikle højtydende ultratynde elektroniske lag.

Disse overflader, som kan bøjes, bøjet og snoet, kunne lægge grundlaget for en bred vifte af applikationer, herunder videoskærme, forbedret sundhedsovervågningsudstyr, implanterbare enheder og syntetisk hud til proteser.

Artiklen er den seneste udvikling fra University of Glasgow's Bendable Electronics and Sensing Technologies (BEST) forskningsgruppe, ledet af professor Ravinder Dahiya.

BEST-teamet har allerede udviklet innovative teknologier, herunder solcelledrevne, fleksibel 'elektronisk hud' til brug i proteser og strækbare sundhedssensorer, som kan overvåge pH-niveauerne i brugernes sved.

I deres papir, forskerholdet skitserer, hvordan de fremstillede halvledernanotråde af både silicium og zinkoxid og printede dem på fleksible substrater for at udvikle elektroniske enheder og kredsløb. I processen, de opdagede, at de kunne producere ensartede silicium nanotråde, som rettede sig i samme retning, i modsætning til de mere tilfældige, træ-gren-lignende arrangement fremstillet ved en lignende proces for zinkoxid.

Da elektroniske enheder kører hurtigere, når elektroner kan løbe i lige linjer i modsætning til at skulle forhandle drejninger, silicium nanotrådene var bedst egnede til at bruge i deres fleksible overflader.

Derfra, holdet engageret i en række eksperimenter for at printe ledningerne til fleksible overflader med en printenhed, de udviklede og byggede i deres laboratorium. Efter en række eksperimenter, de var i stand til at finde den optimale kombination af tryk og hastighed til effektivt at printe nanotrådene gang på gang.

Professor Dahiya sagde:"Dette papir markerer en virkelig vigtig milepæl på vejen mod en ny generation af fleksibel og trykt elektronik. For at fremtidige elektroniske enheder kan integrere fleksibilitet i deres design, industrien skal have adgang til energieffektive, højtydende elektronik, som kan produceres til en overkommelig pris og over store overflader.

"Med denne udvikling, vi er nået langt for at nå alle disse mærker. Vi har skabt et kontakt-printsystem, som giver os mulighed for pålideligt at skabe fleksibel elektronik med en høj grad af reproducerbarhed, hvilket er et rigtig spændende skridt mod at skabe alle slags bøjelige, fleksibel, vridbare nye enheder.

"Vi har netop sikret yderligere finansiering, som vi vil bruge til at opskalere processen yderligere, gør det lettere at anvende til industrielle formål, og vi ser frem til at bygge videre på det, vi allerede har opnået."

Papiret, med titlen 'Heterogen integration af kontakttrykte halvledernanotråde til højtydende enheder på store områder', er udgivet i Mikrosystemer og nanoteknik .