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金属镓为“墨”:可在任意表面绘制电路

时间:2018-08-24  已阅读过:次

 “液态金属喷墨”推进普适电子打印
“我们的这项研究最初公布在物理学预印本网站arXiv上,正式论文将发表于美国《应用物理学杂志》,”刘静说。
这种电子打印方式引入了气流控制下的液态金属喷墨原理,金属微滴表层在飞行过程中完成氧化,因而易于附着到纸张、塑料、砂纸、墙壁、玻璃、布料乃至树叶等基底表面上,由此使得“绘制”电路一定程度上不再受到材质的限制。经过反复测试,这种方法制作的电路板导电性、可靠性非常不错。
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  要知道,印刷电路板能让功能器件迷你化、直观化,是电子工业的重要支撑,手机、电脑等和人们息息相关的电子设备都离不开它。但其传统的制造流程需要经过电镀、蚀刻等步骤,具有高能耗、高污染、耗时等缺点,而且很难适应各种不加限制的表面。
但采用液态金属喷墨电子打印方法,上述局限可得到良好克服。形象地说,树叶也可变身电路板,这就大大拓展了传统电子工程学的范畴,为十分广阔的电子电路应用开启了新的可能。
这项成果实际上得益于长期积累。早在10多年前,刘静团队就围绕国内外均鲜为人知的室温金属流体研究打起了攻坚战。近年来,他们又提出了有望改变传统电子电路制造规则的室温液态金属印刷电子学方法。
通过反复试验、比对,他们成功配制了能在室温下流动的、以金属镓为主要成分的合金组合,并将其作为“墨水”用在了制作电路板方面,而在对应的基底材料上则探索了多种材料的可打印性。
尽管印刷电子学已兴起数年,但为了让印上去的“墨水”导电,通常需要用导电聚合物,或是添加纳米颗粒材料,借由高温固化或特定化学反应来实现。
可以说,液态金属印刷电子学方法将印刷电子向前推进了一大步。其基本主张便是:将液态金属作为“墨水”,直接打印形成电路。

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