漢堡大學研發可通過3D打印製造的柔性透明電路

柔性電子,是近年來非常熱門的一項新興技術。不同於傳統電子器件給我們帶來的僵硬呆板的印象,柔性電子產品能在一定範圍的形變(彎曲、摺疊、扭轉、壓縮或拉伸)條件下正常工作。

據德國電子同步加速器研究所(DESY)官網近日報道,該機構與漢堡大學合作開發出一項適合3D打印技術的工藝,它開闢了銀納米線網格的電子器件作為可以3D打印電路的可能性,可以嵌入各種柔性和透明塑料中,用於製造透明並具有機械柔性的電子電路。

漢堡大學研發可通過3D打印製造的柔性透明電路

為了研究,研究人員正在研究長度比高達1000的可固化材料和銀納米線,並開發了這種材料製作的柔性電容器,他們認為這可能會帶來發光二極管,太陽能電池或集成電路工具的進步。“ 這項技術的核心是銀納米線,形成導電網格,”漢堡大學的Tomke Glier解釋道。

銀線通常為幾十納米厚,而層厚度為10至20微米。在X射線分析中,納米線結構在聚合物中看起來沒有變化,然而,研究人員表示,由於材料在固化過程中引入的壓縮,網格的導電性甚至得到改善。出於成本目的,研究人員的目標是儘可能利用最少的納米線獲得儘可能高的電導率。

漢堡大學研發可通過3D打印製造的柔性透明電路

銀納米線網絡(圖片來源:漢堡大學, Ferdinand Otto)

研究人員開發了一項適合3D打印技術的工藝,它可以用於製造透明並具有機械柔性的電子電路。“實驗室中,我們在分層過程中執行了各個工作步驟,但實際上它們可以在以後完全轉移到3D打印機,”Glier解釋說,“然而,傳統3D打印技術的進一步發展,通常針對單個打印墨水進行了優化,對此也是必不可少的。在基於噴墨的工藝中,打印噴嘴可能被納米結構堵塞,“共同作者MichaelRübhausen說。

研究人員對結構分析的結果充滿熱情,他們用X射線成像檢查了結構,靈活性和通路,顯示出彈性和高度可彎曲的特性。

漢堡大學研發可通過3D打印製造的柔性透明電路

柔性電容(圖片來源:漢堡大學, Tomke Glier)

柔性電路是可穿戴電子設備的基礎。目前,柔性電子已經成為交叉學科中的研究熱點之一,它涵蓋有機電子、塑料電子、生物電子、納米電子、印刷電子等領域,其產品包括RFID、柔性顯示、OLED顯示與照明、柔性傳感器、柔性光伏、柔性邏輯與存儲器件、柔性電池、可穿戴設備、電子皮膚等。這尤其包括需要儘可能透明的醫療設備。柔性透明電路的通用性足以應用於各種電子產品。雖然它們可能需要各種形狀的打印,但它們可以適合多種幾何形狀。


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