ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในอนาคตที่จะพิมพ์เหมือนหนังสือพิมพ์

Anonim

เทคนิคการผลิตแบบใหม่ใช้กระบวนการคล้ายกับการพิมพ์หนังสือพิมพ์เพื่อสร้างโลหะที่นุ่มนวลและมีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ที่มีความรวดเร็ว

กระบวนการต้นทุนต่ำที่พัฒนาขึ้นโดยนักวิจัยมหาวิทยาลัย Purdue ได้รวมเอาเครื่องมือที่ใช้ไปแล้วในอุตสาหกรรมเพื่อการผลิตโลหะเป็นจำนวนมาก แต่ใช้ความเร็วและความแม่นยำในการพิมพ์หนังสือพิมพ์แบบม้วนเพื่อม้วนเพื่อขจัดอุปสรรคในการผลิตในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เร็วกว่าวันนี้

โทรศัพท์มือถือแล็ปท็อปแท็บเล็ตและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ จำนวนมากต้องพึ่งพาวงจรโลหะภายในเพื่อประมวลผลข้อมูลด้วยความเร็วสูง เทคนิคการประดิษฐ์โลหะในปัจจุบันมีแนวโน้มที่จะทำให้วงจรเหล่านี้โดยการได้รับฝนตกบางของโลหะเหลวหยดจะผ่านหน้ากากลายฉลุในรูปของวงจรชนิดเช่นการพ่นกราฟฟิตีบนผนัง

"น่าเสียดายที่เทคนิคการประดิษฐ์นี้สร้างวงจรโลหะที่มีพื้นผิวขรุขระทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเราร้อนขึ้นและระบายแบตเตอรี่ได้เร็วขึ้น" Ramses Martinez ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมอุตสาหการและวิศวกรรมชีวการแพทย์กล่าว

อุปกรณ์ล้ำยุคในอนาคตก็จะต้องใช้ชิ้นส่วนโลหะที่มีขนาดเล็กมากซึ่งต้องการความละเอียดสูงกว่าเพื่อให้มีขนาดนาโน

"การขึ้นรูปโลหะที่มีรูปร่างเล็กลงจะต้องใช้แม่พิมพ์ที่มีความละเอียดสูงและสูงขึ้นจนกว่าคุณจะถึงขนาดขนาดนาโน" มาร์ติเนซกล่าว "การเพิ่มความก้าวหน้าล่าสุดในด้านเทคโนโลยีนาโนจะทำให้เราต้องใช้ลวดลายโลหะขนาดเล็กกว่าธัญพืชที่ทำจากมันเหมือนกับการทำปราสาททรายที่มีขนาดเล็กกว่าเม็ดทราย"

สิ่งที่เรียกว่า "ขีด จำกัด รูปแบบ" นี้ขัดขวางความสามารถในการผลิตวัสดุที่มีความละเอียดระดับนาโนที่ความเร็วสูง

นักวิจัยของ Purdue ได้กล่าวถึงปัญหาทั้งสองอย่างนี้คือความขรุขระและความละเอียดต่ำด้วยวิธีการประดิษฐ์ชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่สามารถสร้างวงจรโลหะแบบเรียบได้ในระดับนาโนโดยใช้เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ธรรมดาซึ่งเป็นที่นิยมกันทั่วไปสำหรับการตัดและแกะสลักในเชิงอุตสาหกรรม

มาร์ติเนซกล่าวว่า "การพิมพ์ชิ้นส่วนโลหะเล็ก ๆ เช่นหนังสือพิมพ์ช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลเวียนได้ดีขึ้นและมีความเสี่ยงน้อยลง

วิธีการประดิษฐ์ที่เรียกว่า superplasticity แบบโรลม้วนที่ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะใช้แสตมป์กลิ้งเช่นเดียวกับเครื่องพิมพ์ที่ใช้ในการพิมพ์หนังสือพิมพ์ด้วยความเร็วสูง เทคนิคนี้สามารถเหนี่ยวนำให้เกิดปฏิกิริยา "superelastic" กับโลหะที่แตกต่างกันได้โดยใช้การยิงเลเซอร์พลังงานสูงซึ่งจะช่วยให้โลหะสามารถไหลเข้าสู่คุณลักษณะระดับนาโนของแสตมป์กลิ้ง - หลีกเลี่ยงขีด จำกัด ของรูปแบบ

ในอนาคตการสร้างอุปกรณ์ต่อเนื่องของม้วนเพื่อใช้อุปกรณ์ของเราสามารถช่วยให้สามารถสร้างหน้าจอสัมผัสที่ปกคลุมไปด้วยโครงสร้างนาโนที่สามารถโต้ตอบกับแสงและสร้างภาพ 3 มิติรวมทั้งการผลิตที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ไบโอเซนเซอร์ "มาร์ติเนซกล่าว

นักวิจัยได้อภิปรายเกี่ยวกับเทคโนโลยีของตนในเรื่อง Nano Letters ซึ่งเป็นสิ่งพิมพ์ของ American Chemical Society

menu
menu