由宾夕法尼亚州立大学领导的一个国际研究小组演示了一种新的打印方法，该方法使用脉冲光将电子电路转移到贝壳上，如图所示。功劳:珍妮弗·麦肯/宾夕法尼亚州立大学可打印电子设备可能会导致智能、互联设备的激增，从可以相互通信的家用电器到可以放置在身体上的医疗诊断传感器，以放弃侵入性程序。但是印刷表面的多样性带来了挑战，因为用于在平面物体上印刷的方法对于在人体皮肤上使用可能不安全，或者不适用于复杂的纹理和形状。在宾夕法尼亚州立大学的领导下，一个国际研究团队开发了一种低成本、低传热技术，可以在各种复杂的几何形状上打印可生物降解的电子产品，并有可能在人体皮肤上打印。他们今天在《今日材料》上发表了他们的发现。
宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系职业发展教授“拉里”程说:“我们正试图在自由形式的三维几何图形上直接制造电路。“在复杂的物体上打印可以实现未来的物联网，电路可以连接我们周围的各种物体，无论是智能家居传感器、一起执行复杂任务的机器人，还是放置在人体上的设备。”
为了开始印刷过程，研究人员用锌纳米粒子制成的墨水覆盖了一层薄膜。该薄膜附着在目标表面的模板状覆盖层上。研究人员随后将高能氙气脉冲穿过薄膜。在几毫秒内，这种光的能量激发了粒子，足以通过模板将它们转移到新的表面。用这种方法得到的新表面形状可能会很复杂:实验中的印刷品包括一个玻璃烧杯和一个贝壳。转移的锌形成了一个导电的电子集成电路，可以用作传感器或天线。
程说，与其他电子印刷技术相比，这种方法速度更快，成本更低，因为它不使用像真空室这样的昂贵设备，而真空室需要数小时的操作才能达到适当的压力。它也可以更具可持续性。
“我们的电子产品每两年左右就要升级一次，这就造成了巨大的电子垃圾，”程说。“当我们展望未来时，如果我们的电子产品足够绿色，可以被冲进马桶，它们的使用将对环境有利得多。”
这种生物降解因素也提高了这种装置的安全性。传统的硅基电子产品可以用加密软件来保护，但生物可降解电子产品将安全性更进一步。
“如果你的设备只是用软件加密，它总是可以被破解，并且有潜在的信息泄露，”程说。“这种可生物降解的设备可以被物理破坏，因此数据无法恢复；它提供了传统硅器件无法解决的独特机会。”
该团队还探索了将印刷的可生物降解锌电路转化为永久电路的选项。研究人员将印刷好的表面浸入含铜或银的溶液中。通过化学替换过程，锌基电路变成了银基或铜基电路，允许电路的长期使用。
未来，该团队计划研究如何使印刷过程更有利于大规模制造。优化打印程序，以及在皮肤上打印健康监测应用，也将是一个优先事项。
这项研究的其他贡献者包括隶属于宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系的伊宁；高玉妍、小安东尼诺·洛·维索、丹尼尔·额德利和竺稼与ESM上海交通大学薛；宾夕法尼亚州立大学应用研究实验室的罗伯特·拉维尔。
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
