Печать гибких электронных схем на эластичных материалах и ткани

18.04.2015

Исследователи из Университета Пердью в США разработали метод печати гибких и растягивающихся проводников электрического тока практически на любой поверхности, включая эластичные материалы и ткани. Метод позволяет легко освоить производство в промышленных масштабах.

Для нанесения токопроводящих схем на эластичный материал группа ученых во главе с доктором наук Джоном Уильямом Болеем (John William Boley) воспользовалась обычным струйным принтером, но вместо чернил поместила в картридж суспензию с металлическими частицами.

Суспензия была приготовлена путем разрушения "жидкого металла" (liquid metal). Полученные в результате разрушения микрочастицы материала помещались в этанол, а полученная смесь взбивалась в суспензию под действием ультразвука.

"Сам по себе "жидкий металл" нельзя напечатать. Поэтому мы превратили его в суспензию, которая легко проходит через сопла печатающей головки, - рассказала одна из участниц исследования Ребекка Крамер (Rebecca Kramer). - И теперь мы можем наносить гибкие схемы почти на что угодно".

После нанесения суспензии на материал этанол испаряется, и на нем остаются только частицы "жидкого металла".

Однако полученная в результате печати схема не проводит ток. Чтобы она стала токопроводящей, ее необходимо "активировать", надавить на нее так, чтобы частицы "жидкого металла" слиплись друг с другом. Это открывает определенные возможности для производителя: он может создать один шаблон схемы и в различных изделиях придавать схеме различную функциональность, активируя лишь некоторые из ее участков, тогда как остальные оставлять не токопроводящими.

Исследователи считают, что новый метод позволит легко печатать электронные схемы на одежде и создавать новые виды носимых устройств, а также найдет применение в робототехнике - для создания человекоподобных машин. "Проводники, изготовленные из "жидкого металла", могут растягиваться и деформироваться без разрушения", - подчеркнула Крамер.

Исследователи не пояснили, каким образом они предлагают наносить на эластичные материалы электронные компоненты.

В дальнейшем группа исследователей планирует понять, влияет ли на проводимость гибких схем из "жидкого металла" материал основы, на который они наносятся, и каким образом. А также изобрести технологию автоматической активации схемы после ее печати.

Добавим, что гибкая электроника интересует инженеров уже давно. В 2009 г. ученые из США и Германии разработали новый тип полупроводниковых чернил, которые можно наносить на изделие с помощью специального струйного принтера.

<< Назад: Электромобили в автошколах 18.04.2015

>> Вперед: Передающие антенны размером с ноготь 17.04.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива MAX86140/MAX86141 - оптический пульсоксиметр и датчик сердечного ритма 04.08.2019 MAX86140/MAX86141 - это микросхема, которая позволяет создать интегрированную оптическую систему со сверхмалым энергопотреблением для получения данных о состоянии пациента. На стороне передатчика микросхема имеет три программируемых сильноточных драйвера, которые настраиваются на управление светодиодами, количество которых может достигать шести. Драйверы двух устройств MAX86140/41, работающих в режиме "ведущий-ведомый", могут осуществлять управление светодиодами, общее количество которых достигает двенадцати. На стороне приемника MAX86140 имеет один оптический канал считывания, а MAX86141 - два таких канала, способных работать одновременно. Устройства имеют аналоговый интерфейс (AFE) для преобразования сигналов с низким уровнем шума, включая 19-разрядный аналого-цифровой преобразователь, наиболее прогрессивную в своем сегменте схему подавления окружающего освещения (ALC) и алгоритм обнаружения резкого перепада внешней засветки. За счет малого значения энергопотребления, компактных размеров, гибких настроек и простоты использования микросхемы MAX86140/41 отлично подойдут для создания любых оптических датчиков, в частности, применяемых в пульсоксиметрии и при определении частоты сердцебиения. Микросхемы MAX86140/41 работают при напряжении основного питания 1,8 В и напряжении питания светодиодного драйвера 3,1...5,5 В. Они поддерживают стандартный SPI-совместимый интерфейс и способны работать в автономном режиме. Каждое устройство содержит встроенный FIFO-буфер на 128 слов. MAX86140/41 поставляются в компактном корпусе уровня пластины (WLP) 2,048х1,848 мм с шагом шариков 0,4 мм. Особенности MAX86140/41: Законченная оптическая система сбора данных Встроенный алгоритм, компенсирующий быстрое изменение внешней засветки Оптимизированная архитектура для датчиков сердечного ритма или SpO2 Низкий темновой шумовой ток <50 пА RMS Сниженный темновой токовый шум благодаря нескольким режимам выборки и усреднения 19-разрядный интегрирующий АЦП с высоким разрешением Три 8-разрядных светодиодных токовых ЦАП с низким уровнем шума Превосходный динамический диапазон > 90 дБ в тесте обратной связи White Card (дисперсия от образца к образцу) Динамический диапазон, расширяющийся до более чем 104 дБ для SpO2 и более чем 110 дБ для HRM с несколькими режимами выборки и усреднением на кристалле Работа в широком диапазоне окружающего освещения: Ультрамалое потребление для нательных батарейных устройств канал оптического чтения: < 10 мкA (типовое значение) при 25 sps период интегрирования: 14,8 мкс, 29,4 мкс, 58,7 мкс, 117,3 мкс малое значение тока в режиме Shutdown: 20 мкВт (типовое значение) Встроенный алгоритм, дополнительно подавляющий влияние быстрых переходных процессов Миниатюрный корпус: 2,048х1,848 мм, WLP 5х4 с шагом шариков 0,4 &#8203;&#8203;мм Диапазон рабочих температур: -40...85°C.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026