北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員展示了一種將電子電路直接印刷到彎曲和波紋表面上的新技術(shù)。

這項工作為各種新的軟電子技術(shù)鋪平了道路，研究人員已經(jīng)使用該技術(shù)制造了原型“智能”隱形眼鏡、壓敏乳膠手套和透明電極。

“使用各種材料制造印刷電子產(chǎn)品的現(xiàn)有技術(shù)很多，但存在局限性，”該論文的通訊作者說?！耙粋€挑戰(zhàn)是，現(xiàn)有技術(shù)需要在用于印刷電路的‘墨水’中使用聚合物粘合劑。

這會削弱電路的導(dǎo)電性，因此您必須在打印后加入一個額外的步驟來去除這些粘合劑。

“第二個挑戰(zhàn)是，這些打印技術(shù)通常需要您在平坦的表面上打印，但許多應(yīng)用需要不平坦的表面，”

“我們開發(fā)了一種不需要粘合劑的技術(shù)，使我們能夠在各種曲線表面上打印，”該論文的第一作者、博士說。北卡羅來納州立大學(xué)的學(xué)生。“它還允許我們將電路打印為厚度均勻的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。”

新技術(shù)的第一步是為相關(guān)應(yīng)用創(chuàng)建一個模板，其中包含特定的微型凹槽圖案。然后使用模板在彈性聚合物薄膜中復(fù)制該圖案。

然后，研究人員將聚合物薄膜附著到相關(guān)的基板上，基板可以是平坦的或彎曲的。此時，聚合物中的微小凹槽充滿了含有銀納米線的液體溶液。允許溶液在室溫下干燥，在軟材料中留下具有所需形狀和電路圖案的銀納米線。

為了演示該技術(shù)，研究人員創(chuàng)建了三個概念驗證原型。一種是帶有內(nèi)置電路的“智能”隱形眼鏡，可用于測量眼睛的流體壓力——這與某些生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用相關(guān)。一種是柔性透明電極，電路印刷成網(wǎng)格圖案，可用于太陽能電池或觸控面板。

第三種是乳膠手套，上面印有電路作為壓力傳感器，在機器人和人機界面應(yīng)用中都有應(yīng)用。

“我們認為，就制造而言，這可以很容易地擴大規(guī)模，“我們愿意與有興趣探索這項技術(shù)潛力的行業(yè)進行對話。”

這篇名為“毛細管中金屬納米線微成型的曲線軟電子學(xué)”的論文發(fā)表在開放獲取期刊《科學(xué)進展》上。