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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Определена главная молекула Вселенной 27.04.2012 Ученые из Университета Аризоны выяснили, что молекулярный ион водорода H3+ является главной молекулой Вселенной. Именно благодаря H3+ стали возможным формирование звезд и развитие мироздания в том виде, который мы знаем. Большая часть Вселенной состоит из водорода в различных формах, но ион H3+ является самым распространенным в межзвездном пространстве. Оказывается, это одна из самых важных молекул, игравшая ключевую роль в охлаждении первых звезд. H3+ имела решающее значение в формировании звезд в первые дни мироздания. По словам профессора Людвика Адамовича, H3+ является предшественником многих видов химических реакций, позволяющих получить, в том числе, соединения, необходимые для жизни, например, воду или углерод. Если бы не H3+, ранние звезды постепенно становились бы все горячее и в итоге взорвались бы. Мы могли бы никогда не увидеть звездного неба, да и нас самих бы не было. Молекулы H3+ были единственным способом сбросить лишнюю энергию молодых звезд и предотвратить их взрыв. Звезды не могли бы сформироваться и устойчиво "гореть" на протяжении миллиардов лет, если бы не молекулы, которые медленно охлаждали звезды, излучая свет. Лишь немногие молекулы способны на это, но на раннем этапе большинства просто не было, и вот здесь ключевую роль сыграла H3+. Обычный водород "не любит" излучать свет, в то время как H3+ представляет собой электрически заряженные молекулы, состоящие из трех атомов водорода с двумя электронами. Именно из-за недостатка одного отрицательно заряженного электрона молекула H3+ приобретает положительный заряд. Это заставляет ее вибрировать, излучая свет. Таким образом происходит выброс избыточной энергии звезды и ее охлаждение. Благодаря исследованию американских ученых астрономы теперь больше знают о формировании молодых звезд и ранней Вселенной и могут точнее определить состав космических объектов. В конечном итоге это приведет к совершенствованию модели нашей Вселенной.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025