Inkt waardoor circuits van vorm veranderen
De inkt print circuits die van hard naar zacht veranderen.Dit helpt apparaten te maken voor slijtage, medisch gebruik en robots die beter passen en werken.
Elektronica met variabele stiffen tussen rigide en zachte modi.Gallium, met verschillende stijfheid in vaste en vloeibare vormen, is een belangrijk materiaal, maar heeft problemen zoals hoge oppervlaktespanning en faseveranderingen.Onderzoekers van KAIST en Seoul National University creëerden een inkt om variabele-stiffigheidscircuits af te drukken bij kamertemperatuur, waardoor apparaten mogelijk zijn voor stijfheid voor wearables, implantaten en robots.
De nieuwe inkt maakt het afdrukken van meerlagige circuits zoals PCB's die stijfheid veranderen met temperatuur, het openen van nieuwe toepassingen in elektronica, medische hulpmiddelen en robotica.Traditionele elektronica zijn rigide of zacht, beperkend comfort of controle. Variabele-stiffness-elektronica die zich aanpassen aan het gebruik worden steeds belangrijker.
Om deze uitdaging aan te gaan, concentreerden de onderzoekers zich op Gallium, die net onder de lichaamstemperatuur smelten.Vast gallium is stijf, terwijl de vloeistofvorm zacht en vloeiend is.Het gebruik van gallium in elektronisch printen is beperkt door de hoge oppervlaktespanning en instabiliteit wanneer gesmolten.
Ze ontwikkelden een pH-gecontroleerd vloeistofmetaal-inktprintproces.Door de galliumdeeltjes van micro-sized in een polyurethaanmatrix te mengen met een neutraal oplosmiddel, maakten ze een stabiele, dikke inkt voor nauwkeurig afdrukken.Wanneer het na het afdrukken wordt verwarmd, valt de DMSO af, waardoor een zure omgeving ontstaat die de oxidelaag op de galliumdeeltjes verwijdert.Dit zorgt ervoor dat de deeltjes zich aansluiten bij elektrisch geleidende netwerken met instelbare mechanische eigenschappen.
De bedrukte circuits hebben fijne details, geleidbaarheid en een stijfheidsveranderingsverhouding tot 1.465 - het materiaal schakelen van star zoals plastic naar zacht als rubber.De inkt werkt ook met gemeenschappelijke afdrukmethoden zoals schermafdrukken en dipcoating, waardoor het maken van grootgebied en 3D-apparaten mogelijk is.
Het team toonde dit door een apparaat te maken dat fungeert als een rigide draagbare elektronische gadget onder normale omstandigheden, maar een zacht draagbaar gezondheidsapparaat wordt wanneer het wordt versleten.Ze maakten ook een neurale sonde die stijf blijft tijdens de operatie voor plaatsing, maar verzacht in hersenweefsel om ontstekingen te verminderen - belofte voor medische implantaten.