Forskere rapporterer om en ny måde at producere kurvet elektronik på

Kontaktlinser, der kan overvåge dit helbred samt korrigere dit syn, er ikke science fiction, men en effektiv fremstillingsmetode - at finde en måde at fremstille de buede linser med indlejret elektronik - er forblevet uhåndgribelig.

Indtil nu. Et team af forskere fra University of Houston og University of Colorado Boulder har rapporteret at udvikle en ny fremstillingsmetode, kendt som konform additiv stempeludskrivning, eller CAS-udskrivning, at fremstille linserne, solceller og anden tredimensionel kurvet elektronik. Arbejdet, rapporteret i journalen Naturelektronik , demonstrerer brugen af ​​fremstillingsteknikken til at fremstille en række kurvede enheder, der ikke er egnede til nuværende produktionsmetoder. Arbejdet fremhæves også af tidsskriftet Natur .

"Vi testede en række eksisterende teknikker for at se, om de var egnede til fremstilling af kurvet elektronik, " sagde Cunjiang Yu, Bill D. Cook lektor i maskinteknik ved University of Houston og tilsvarende forfatter på papiret. "Svaret er nej. De havde alle begrænsninger og problemer."

I stedet, Yu, som også er hovedefterforsker ved Texas Center for Superconductivity på UH, og hans team udtænkte en ny metode, som de rapporterer åbner døren til effektiv produktion af en række kurvede elektroniske enheder, fra wearables til optoelektronik, telekommunikation og biomedicinske applikationer.

"Elektroniske enheder er typisk fremstillet i plane layouts, men mange nye applikationer, fra optoelektronik til wearables, kræver tredimensionelle kurvede strukturer, " skrev forskerne. "Men, fremstillingen af ​​sådanne strukturer har vist sig udfordrende pga. i særdeleshed, til manglen på en effektiv produktionsteknologi."

Eksisterende produktionsteknologier, herunder mikrofabrikation, arbejd ikke for buede, tredimensionel elektronik, fordi de i sagens natur er designet til at producere todimensionelle, flade elektroniske enheder, sagde Yu. Men i stigende grad, der er behov for elektroniske enheder, der kræver kurvede, 3D-former, inklusive smarte kontaktlinser, buede billedapparater, elektroniske antenner og halvkugleformede solceller, blandt andre enheder.

Disse enheder er små - varierende i størrelse fra millimeter til centimeter - med nøjagtighed inden for et par mikrometer.

I erkendelse af, at Yu og de andre forskere foreslog den nye fremstillingsmetode, konform additiv stempeltryk, eller CAS-udskrivning.

CAS-udskrivning fungerer således:En elastomer, eller strækbar, ballonen pustes op og belægges med et klæbrigt stof. Det bruges derefter som et stemplingsmedium, skubbe ned på præfabrikerede elektroniske enheder for at samle elektronikken op og derefter printe dem på forskellige kurvede overflader. I avisen, forskerne beskriver at bruge metoden til at skabe en række kurvede enheder, inklusive silicium pellets, fotodetektor arrays, små antenner, halvkugleformede solceller og smarte kontaktlinser.

Arbejdet blev udført ved hjælp af en manuel version af CAS-printeren, selvom forskerne også har designet en automatiseret version. Yu sagde, at det vil gøre det nemt at opskalere produktionen.