Forbedret polymer og ny samlingsmetode til ultraformbare elektroniske tatoveringsenheder

En gruppe forskere ved Waseda University har udviklet processer og materialer til ultratynde elektroniske enheder, der klæbes på ved hjælp af elastomer "nanosheet"-film, opnår nem produktion, samtidig med at høj elasticitet og fleksibilitet bevares halvtreds gange bedre end tidligere rapporterede polymer nanoark.

Denne forskning er publiceret i Journal of Materials Chemistry C online udgave, 1. februar, 2017.

Smart elektronik og bærbare enheder har flere krav til udbredt anvendelse, især let fremstilling og bærekomfort. Materialerne og processerne udviklet af Waseda University-teamet repræsenterer store fremskridt i begge kriterier.

Inkjet-print af kredsløb og lavtemperaturfiksering muliggør produktion af elektroniske enheder, der er holdbare og funktionelle, men også ekstremt tynde og fleksible nok til brug som en behagelig, hudtilpasningsapparat, samtidig med at de lette håndteringsegenskaber og beskyttelsen af ​​elastomere film bevares. Ved kun 750 nm, den nye film er ultratynd og fleksibel. Disse fremskridt kan hjælpe med at ændre karakteren af ​​bærbar elektronik fra genstande som armbåndsure til genstande, der er mindre mærkbare end et plaster.

Waseda-teamet etablerede også en metode til at forbinde elektroniske komponenter uden lodning, tillader tyndere og mere fleksible elastomerfilm (SBS:polystyren-polybutadien-polystyren). Ledende "ledninger" er skabt ved inkjet print, hvilket kan gøres med en husholdningsprinter uden behov for renrumsforhold. Yderligere, ledende linjer og elementer såsom chips og LED'er er forbundet med klæbemiddel mellem to elastomere nanoplader, uden brug af kemisk binding ved lodning eller specielle ledende klæbemidler.

Takket være det enkle, lavtemperaturprocesser, de resulterende ultratynde strukturer opnår bedre vedhæftning, uden at bruge klæbende stoffer som tape eller lim, bedre elasticitet og komfort til hudkontaktapplikationer. Det nye system blev bevist funktionelt i flere dage på en kunstig hudmodel.

Disse resultater blev opnået gennem samarbejde mellem tre specialer:Molekylær samling og biomaterialevidenskab; medicinsk robotteknologi og rehabiliteringsteknik; og mikro-elektromekaniske systemer, takket være samarbejdsstrukturer på Waseda University.

Anvendelser af disse produkter forventes at omfatte menneske-maskine-grænseflader og sensorer i form af elektroniske tatoveringer, som radikalt forbedrede værktøjer inden for medicin, sundhedspleje og sportstræning.

Disse ansøgninger er genstand for yderligere undersøgelser af Waseda University Institute of Advanced Active Aging Research.