近日，沙特阿拉伯阿卜杜拉國網(wǎng)科技大學(xué)(KAUST)的研究人員開發(fā)了一種面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的3D打印高性能電子貼花的新方法，該方法能夠采用先進(jìn)的加工技術(shù)來打印出復(fù)雜的CMOS電路。
事實(shí)上，不管是用于飯盒文具盒的裝飾，還是日常的打扮，貼紙對于孩子來說都是具有一定吸引力的。而對于成人來說，或許就僅僅是在玻璃或瓷器等物品上進(jìn)行裝飾而已。總體來說，以往的貼紙生產(chǎn)主要就是為了美觀和營銷這兩個目的，但是現(xiàn)在研究人員意外發(fā)現(xiàn)了新的用途。KAUST的研究人員將硅基薄膜電子電路貼在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中。
據(jù)了解，這一新的打印方法結(jié)合了成熟的CMOS電路制造工藝和3D打印技術(shù)，用以包裝未來高性能的物聯(lián)網(wǎng)以及目前互聯(lián)網(wǎng)的一切應(yīng)用。研究人員表示，這種3D打印貼紙可以像現(xiàn)在的電子標(biāo)簽(RFID)一樣應(yīng)用，但是性能更好。
通過使用像光刻、沉積等技術(shù)一樣，再用3D打印進(jìn)行包裝之前，研究人員首先使用硅材料制成電子薄膜，然后貼在“電子貼花”的軟基上。然后再用3D打印技術(shù)在外部進(jìn)行包裝加強(qiáng)優(yōu)勢，使其擁有復(fù)雜柔性電子的高吞吐量。
目前，研究人員研發(fā)出的新物聯(lián)網(wǎng)打印技術(shù)基本上是利用了三種不同的打印技術(shù)：3D打印的包裝材料、噴墨打印的銀納米粒子為基礎(chǔ)的油墨電路、卷對卷平臺打印標(biāo)簽到表面。而KAUST的研究人員的新技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)在不需要固定的情況下，大型的包裝可以由靈活低成本的“電子貼紙”來完成，這是最能夠保持最先進(jìn)電子產(chǎn)品的特點(diǎn)。
“最明顯的優(yōu)勢就在于一體化的新包裝，基于無機(jī)高性能電子打印擁有極強(qiáng)的穩(wěn)定性。”研究人員Galo Torres Sevilla說，“同時，這項(xiàng)技術(shù)也開辟了多種應(yīng)用可能，如打印通信設(shè)備和高性能電子產(chǎn)品等”。事實(shí)上，3D打印電子貼花能夠開拓物聯(lián)網(wǎng)無窮的可能性，因?yàn)樗鼈兛梢詰?yīng)用到所有的軟硬表面上。家庭自動化、電子教學(xué)以及大量柔性電子消費(fèi)品都可以使用這項(xiàng)技術(shù)。
該研究團(tuán)隊(duì)的下一步計(jì)劃是將各種高復(fù)雜度的電路封裝電子轉(zhuǎn)化成電子貼花，以證明其能夠應(yīng)用在家庭中的各種復(fù)雜電路中。KAUST電氣工程副教授Muhammad Mustafa Hussain說到：“目前最大的挑戰(zhàn)是解決靈活電源包的問題，以往我們都是使用固態(tài)電池，但是我們現(xiàn)在希望開發(fā)一個可以代替它的產(chǎn)品。我們在工作中發(fā)現(xiàn)，無機(jī)高性能器件可用于物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用中，并且不需要復(fù)雜和昂貴的制造過程”。目前，這項(xiàng)研究的結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在了10月13日的先進(jìn)材料雜志上。
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