Uusia ulottuvuuksia printtielektroniikalle

15.10.2019

Duke-print-on-demand-valmistus-300.jpgKaksi elektronisesti aktiivista johtoa, jotka on painettu suoraan sormelle, sytyttää onnistuneesti ledin, kun jännite kytketään niihin.

Duke-yliopiston sähköinsinöörit ovat suunnitelleet täysin yhdellä ajolla tulostettavan joustavan elektroniikan tekniikan, jota voidaan soveltaa herkillekin pinnoille kuten paperille tai ihmisen iholle.

Edistys voisi mahdollistaa tekniikat, kuten hyvä tarttuvuus, elektroniset tatuoinnit ja terveysasemalla valmistettavat laastarit joihin valitaan potilaskohtaisia bioantureita.

Nykyiset prittaustekniikat vaativat yleensä tulostimen ulkopuolisia työvaiheita, joten niitä ei voi valmistaa esimerkiksi suoraan iholle.

Professori Aaron Franklinin ja kemian professori Benjamin Wileyn kehittämä tekniikka voidaan tulostaa mihin tahansa substraattiin matalissa lämpötiloissa aerosolitulostimella.

Kokeissaan tutkijat tulostivat tekniikallaan sormen iholle pienen LED-valon ja toisessa kokeessa transistorin. Se tehtiin puolijohtavasta hiilinanoputkien nauhasta, kahdesta hopeisesta nanojohteesta, dielektrisestä kerroksesta kaksiulotteista heksagonaalista boorinitridiä ja hopeisesta hilaelektrodista.

Nykypäivän tekniikoilla ainakin yksi näistä vaiheista vaatisi substraatin poistamista tulostimesta lisäkäsittelyä varten.

Washingtonin yliopiston tutkijoiden johtama ryhmä on puolestaan suunnitellut ja testannut 3D-tulostetun metamateriaalin, joka pystyy manipuloimaan valoa kolmessa ulottuvuudessa nanomittakaavan tarkkuudella.

Tulosteita, joilla on tällainen tarkkuustaso valon ohjaukseen, voitaisiin käyttää paitsi nykyaikaisten optisten elementtien, kuten linssien tai heijastimien miniaturisointiin mutta myös uusien ideoiden toteuttamiseen.

Lisäksi optisten kenttien suunnittelu kolmiulotteisesti voisi mahdollistaa erittäin pienikokoisten syvyysantureiden luomisen autonomista autoilua ajatellen sekä näyttöjen optisille elementeille ja antureille virtuaalitodellisuuden näyttö-kuuloke laitteissa.

"Nyt demonstroidulla rakenteella ei todellakaan ole klassista analogiaa tavallisessa taittumiseen perustuvassa optiikassa, toteaa tutkimuksen vastaava kirjoittaja Arka Majumdar.

Tutkijaryhmä keksi käyttää optisen elementin suunnitteluun Mie-sirontateoriaa, mikä yksinkertaisti suunnittelu- ja simulaatioprosessia huomattavasti.

Mie-sironta kuvaa, kuinka tietyn aallonpituuden mukaiset valoaallot siroavat pallosta tai sylinteristä, jotka ovat kooltaan samanlaisia kuin optinen aallonpituus.

Aiheesta aiemmin:

3D-tulostuksella mekaanisia logiikkaportteja

Ihmiskehoon sulautettua elektroniikkaa

08.12.2022Pietsosähköä halliten ja tehostaen
07.12.2022Neljä ulottuvuutta kvanttiviestintään
06.12.2022Akkuelektrodeita kehittäen
05.12.2022Uusi konsepti aurinkokennoille
02.12.2022Monitoimiset metapintojen antennit
01.12.2022Paremmilla transistoreilla vai peräti ilman
30.11.2022Kasvihuonekaasu CO2 akun komponentiksi
29.11.2022Kuitua kvanttiviestinnälle
28.11.2022Älykkäästi reagoivaa materiaalia
25.11.2022Aikalinssi tuottaa ultranopeita pulsseja

Siirry arkistoon »