基础科学研究所 图1-1工作的图形总结
铂修饰的碳纳米管显示出与液态金属的高亲和力(左)，并导致碳纳米管在液态金属中均匀分散，形成可拉伸的金属复合材料(中)
可拉伸的金属复合材料具有比原始液态金属更好的机械性能，因此适合作为一致精细的(即
e
高分辨率)、3D结构(右)
学分:基础科学研究所 IBS的科学家开发了可拉伸的金属复合材料，并在室温下将其三维打印在柔软的基底上
通过实现越来越薄的三维互连，这项研究除了增强它们的技术功能之外，还可以帮助彻底改变智能设备的物理外观
把智能手表戴在手腕上让你看起来很酷的日子似乎已经一去不复返了
可穿戴生物技术产业最近揭示了它对未来物品的贪得无厌
监控脑电波的止痛护目镜、生命体征监控贴，甚至是思维导图眼镜
它们只是2019年可穿戴技术、数字健康和神经技术硅谷会议上讨论的最新项目中的几个
不确定是否所有这些可穿戴原型都能流行起来，但有一点是明确的:在可穿戴技术领域还会有更多
然而，这种巨大的潜力受到了技术限制:这些可穿戴设备从未真正让用户感到“可穿戴”
尽管它们被认为是穿戴者的第二层皮肤，但从技术上来说，不可能设计出“可穿戴”的设备，既能舒适地弯曲和伸展，又能在柔软和弯曲的皮肤上保持良好的数据记录能力
可穿戴智能设备通过将电极连接到皮肤表面来收集人体的生物测量值
器件内部是三维形状的电极布线(即
e
互连)传输电信号
到目前为止，不仅布线只能形成在硬表面上，而且这种互连的元件是精细的和难以拉伸的金属，例如金、铜和铝
在今天发表在《纳米快报》杂志上的一篇论文中，教授领导的联合研究小组
韩国大田基础科学研究所纳米医学中心的朴长荣教授
位于韩国蔚山的蔚山国家科学技术研究所(UNIST)的张永利(Chang Young Lee)报告称，完全可变形的电极材料也具有高导电性
值得注意的是，这种新型复合材料是超薄的，直径为5微米，是传统引线键合宽度的一半
通过实现越来越薄的三维互连，这项研究除了增强它们的技术功能之外，还可以帮助彻底改变智能设备的物理外观
图1-2液态金属照片(左)、含碳纳米管但不含铂的液态金属照片(中)、碳纳米管表面带有铂装饰的可拉伸金属复合材料照片(右)
铂(铂)能够使碳纳米管在液态金属基体中均匀分散
学分:基础科学研究所 该研究小组使用液态金属作为主要基材，因为液态金属具有很高的延展性，与固态金属类似，具有相对较高的电导率
为了提高金属液体的机械稳定性，碳纳米管被均匀分散
“为了使碳纳米管在液态金属中均匀均匀地分散，我们选择了铂作为混合器，因为铂对碳纳米管和液态金属都有很强的亲和力，”该研究的第一作者朴永根说
这项研究还展示了一种新的互连技术，可以在室温下形成高导电性的三维结构:为了具有高导电性，新系统不需要任何加热或压缩过程
此外，新电极的柔软和可拉伸特性使其易于通过细直径的喷嘴
研究小组使用喷嘴直接印刷各种三维图案结构，如图3所示
帕克解释说:“在室温下形成高导电性的三维互连是一项重要的技术，它使得各种柔性电子材料得以使用
现有电子器件中使用的引线键合技术使用热、压力或超声波形成互连，这会损坏柔软的类似皮肤的器件
在高性能电子器件的制造过程中，它们一直是一个巨大的挑战
他指出，尖头喷嘴还可以将预印图案重新塑造成各种三维结构，从而使电极像“开关”一样工作来打开和关闭电源
图2:可拉伸金属复合材料3D打印系统示意图
该打印系统包括一个与装有可拉伸金属复合材料的储墨器相连的尖头喷嘴、一个压力控制器和一个五轴移动平台，该平台可在x、y、z轴和xy平面内的两个倾斜轴上自动移动
学分:基础科学研究所 图3-1印刷在柔软材料(硅橡胶)的电子芯片状3D结构上的可拉伸金属复合材料的立体显微照片
比例尺为100米
学分:基础科学研究所 图3-2印刷可拉伸金属复合材料的各种3D结构的示意图(左)和扫描电子显微镜图像(右)
3D互连可以重叠比例尺为100米
学分:基础科学研究所 使用直接印刷方法，这种复合材料的高分辨率三维印刷形成独立的线状互连
这种新的可拉伸的三维电互连特别由细至5微米的超薄导线组成
以前对可拉伸金属的研究只能呈现直径几百微米的线
新系统甚至比传统引线键合的互连更薄
该研究的相应作者朴长荣教授指出，“我们可能很快就能告别那些笨重的基于皮肤的界面，因为这种可自由转换的超薄三维互连技术将成为该行业生产越来越紧凑和超薄的小玩意的一大突破
“这一新技术模糊了人体和电子设备之间的界限，将有助于生产更集成、性能更高的半导体元件，用于现有的电脑和智能手机，以及柔性和可拉伸的电子设备
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
