Ultratynde elektroniske tatoveringer til bærbar computer

Forskere ved Carnegie Mellon University's College of Engineering bruger en skråprinter til at udvikle robuste, meget fleksibel, tatoveringslignende kredsløb til brug i bærbar computer.

Den billige proces tilføjer spormængder af en elektrisk ledende, flydende metallegering til tatoveringspapir, der klæber til menneskelig hud. Disse ultratynde tatoveringer kan nemt påføres med vand, på samme måde som man ville påføre et barns dekorative tatovering med en fugtig svamp.

Anden tatoveringslignende elektronik kræver enten komplekse fremstillingsteknikker i et renrum eller mangler den materielle ydeevne, der kræves til strækbare digitale kredsløbsfunktioner på huden.

Carmel Majidi, en lektor i maskinteknik, er ikke fremmed for at overvinde forhindringer inden for blød elektronik, et felt, hvor han er en pioner. I de seneste år, han har skabt flydende metaltransistorer, usynlige kredsløb, selvhelbredende kredsløb, og termisk ledende gummi (kendt som 'Thubber'). Han og hans teammedlemmer i Soft Machines Lab smøgede ærmerne op for at tackle fleksible tatoveringer.

Det lykkedes.

"Vores teknik er enkel, sagde Majidi. "Vi bruger en stationær inkjet-printer til at printe spor af sølv-nanopartikler på midlertidigt tatoveringspapir. Derefter belægger vi partiklerne med et tyndt lag gallium-indium-legering, der øger den elektriske ledningsevne og gør det muligt for det trykte kredsløb at være mere mekanisk robust. Tatoveringerne er ultra tynd, meget strækbar, og billigt at producere. "

Ud over billig behandling, disse tatoveringer giver andre fordele. Fordi de har mekaniske egenskaber svarende til letvægtsstoffer, de forbliver funktionelle under bøjning, folde, vridning, og stammer op til ca. 30% (hvilket er den typiske strækbarhed for menneskelig hud). De kan tilpasse sig og klæbe til stærkt buede 3-D overflader, som en model af en menneskelig hjerne eller en citron.

Applikationer til ultratynde, kompatible tatoveringer inkluderer epidermal biomonitorering, blød robotik, fleksible skærme, og 3-D-overførbar trykt elektronik.

Forskningen blev udført i samarbejde mellem Carnegie Mellons Soft Machines Lab og Institute of Systems and Robotics ved University of Coimbra i Portugal.

Resultaterne blev offentliggjort i avisen, "EGaIn-assisteret rumtemperatursintring af sølv nanopartikler til strækbare, Inkjet -trykt, Tyndfilmselektronik, "i Avancerede materialer .