DQZHAN技术讯:生产电路的新时代:工程师把电路打印到纸上
11月27日消息,人类历史上*伟大的技术进步之一就是把文字打印到纸上的能力。而现在,归功于田纳西大学工程学院的助理教授Anming Hu, 正是技术本身被打印到了纸上。
机械、航空与生物医学工程学院的Hu教授已经找到了一种方法,可以把电路打印到纸张上。这一技术的主要冲击力体现在:在不久的将来,任何电子设备的制造成本将大大节省,而便携程度也会显著增加。
“能够设计你需要的电路,然后将其打印出来,有了这样的能力,就可以实现更迅速及时的电路设计、更简单的控制以及更低廉的成本,”Hu教授说。“在你需要的时间打印你需要的电路的能力可以彻底变革很多事物。”
这一技术所能带来的*大进步之一可能发生在医学领域。当前,不计其数的人遭受**或者苦痛之折磨,使得他们经常需要看医生或者进行医学检测。拿糖尿病患者来说,他们依赖于日常的手指扎针抽血来检测血糖含量。有了一个封入不透液体的护套的纸质电路,将来有**就可以把带有这样的纸质电路的传感器植入这些病人体内,然后就不仅可以检测出血糖含量什么时候偏离正常值,也可以在需要往体内注射胰岛素的时候发出信号。
“能够研发一个不透液体的封闭系统,而且有内置电源,这样的能力将会为很多医学领域之进步铺平道路。”Hu教授表示。“目前,研究的焦点是如何设计线路以使电路更小。”
想要搞明白Hu教授研发的电路打印系统如何运作,*简单的方式就是拿喷墨式打印机来类比,但是从油墨盒喷出来的却是液体金属。Hu教授和他的团队在测试了三十多种不同材质的纸张后,才明白到标准的喷墨打印纸和其他任何纸张同样有效,而且相对来说也*便宜。另一方面,他们所使用的金属也*普通不过了。“我们利用银块来制作纳米线,”Hu教授说。“相比制作电子线路的‘常态’方式,银依然非常便宜,而且远比铜耐用,因为铜很容易氧化。”Hu教授和他的团队有能力把纸一样薄的电路折叠5,000次,而丝毫不损坏其很高程度的功能性,也不用担心制成品的耐用性。
虽然这样的电路的*常态的影响力可能体现在医学使用上,但是其灵活性和易于使用性则意味着,凡是电子产品,都可能从中受益。“从长远来看,这一技术的全球推广使用将推动发展进程,”Hu教授说。“但就目前而言,我们将专注于提高改进这一新类型的打印技术的运作机制,研发多重喷*打印。”
而在另一篇文章《纸质电子技术可能让医学**更廉价》中,也提到了这一技术,全文如下:
将来,纸面上的电子传感器大有可能大幅削减很多医疗器械的价格,从机器人帮手到诊断检验工具。通过直接把导电墨水打印到纸上,科学家如今已经发展出了一种更快、成本更低的方式来制造传感器。他们的研究成果发表在美国化学学会(American Chemical Society)的杂志Applied Materials & Interfaces上面。
Anming Hu教授及其同事指出,因为纸张在世界范围内易于获取,价格低廉,使其成为轻微的、可折叠的电子元件的**载体,而且几乎可以在任何地方制造,在任何地方使用。其实之前,科学家就已经制造出了基于纸张的即时诊断工具和便携的DNA检测器。但是,这些仪器需要既复杂又昂贵的制造技术。银质的纳米线墨水高度导电而且稳定,提供了一个更实际的解决方案。Hu教授和他们团队希望研发出一种技术,直接把金属墨水打印到纸面来制作传感器,而这样的传感器又可以对碰触或者诸如葡萄糖等特定分子作���回应。
研究人员开发了一个打印系统,能到在短短几分钟内把一个银质墨水图案打印到纸上,然后用照相机闪光灯照射使其变硬。即使被弯曲,被反复折叠展开15次,被反复卷曲铺开5,000次,打印出来的传感器还是可以对碰触作出回应。该团队*后得出结论,他们打印的既耐用又轻微的传感器可以应用于很多应用软件上。
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