• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Elektroniska klistermärken för att effektivisera storskalig internet av saker

    Elektroniska klistermärken kan förvandla vanliga leksaksblock till högteknologiska sensorer inom "sakernas internet". Kredit:Purdue University /Chi Hwan Lee

    Miljarder föremål, allt från smartphones och klockor till byggnader, maskindelar och medicinsk utrustning har blivit trådlösa sensorer för sina miljöer, att bygga ut ett nätverk som kallas "sakernas internet".

    När samhället går mot att ansluta alla objekt till internet – även möbler och kontorsmateriel – kommer tekniken som gör det möjligt för dessa objekt att kommunicera och känna av varandra att behöva skalas upp.

    Forskare vid Purdue University och University of Virginia har utvecklat en ny tillverkningsmetod som gör att små, tunnfilms elektroniska kretsar som kan dras av från en yta. Tekniken eliminerar inte bara flera tillverkningssteg och tillhörande kostnader, men låter också alla föremål känna av sin miljö eller kontrolleras genom applicering av ett högteknologiskt klistermärke.

    Så småningom, dessa klistermärken kan också underlätta trådlös kommunikation. Forskarna visar kapacitet på olika föremål i en artikel som nyligen publicerades i Proceedings of the National Academy of Sciences .

    "Vi skulle kunna anpassa en sensor, fäst den på en drönare, och skicka drönaren till farliga områden för att upptäcka gasläckor, till exempel, sa Chi Hwan Lee, Purdue biträdande professor i biomedicinsk teknik och maskinteknik.

    Forskare vid Purdue University och University of Virginia har utvecklat en ny tillverkningsmetod som gör att små, tunnfilms elektroniska kretsar som kan dras av från en yta. Kredit:Purdue University/Erin Easterling

    De flesta av dagens elektroniska kretsar är individuellt byggda på sin egen kiselskiva, " ett platt och styvt substrat. Kiselskivan kan då motstå de höga temperaturer och kemisk etsning som används för att ta bort kretsarna från skivan.

    Men höga temperaturer och etsning skadar kiselskivan, tvingar tillverkningsprocessen att rymma en helt ny wafer varje gång.

    Lees nya tillverkningsteknik, kallad "överföringsutskrift, " minskar tillverkningskostnaderna genom att använda en enda wafer för att bygga ett nästan oändligt antal tunna filmer som håller elektroniska kretsar. Istället för höga temperaturer och kemikalier, filmen kan lossna i rumstemperatur med energibesparande hjälp av helt enkelt vatten.

    "Det är som den röda färgen på San Franciscos Golden Gate Bridge - färgen skalar eftersom miljön är väldigt blöt, " sa Lee. "Så i vårt fall, nedsänkning av skivan och den avslutade kretsen i vatten minskar avsevärt den mekaniska skalningsspänningen och är miljövänlig."

    Forskare har designat avdragbara elektroniska filmer som kan klippas och klistras på vilket föremål som helst för att uppnå önskade funktioner. Kredit:Purdue University bild/Chi Hwan Lee

    Ett formbart metallskikt, som nickel, infogas mellan den elektroniska filmen och kiselskivan, gör peelingen möjlig i vatten. Denna tunnfilmselektronik kan sedan trimmas och klistras på vilken yta som helst, att ge det objektet elektroniska funktioner.

    Att sätta en av klistermärkena på en blomkruka, till exempel, gjort den blomkrukan som kan känna av temperaturförändringar som kan påverka växtens tillväxt.

    Lees labb visade också att komponenterna i elektroniska integrerade kretsar fungerar lika bra före och efter att de gjordes till en tunn film som skalades från en kiselwafer. Forskarna använde en film för att slå på och stänga av en LED-ljusskärm.

    En elektronisk krets med tunn film kan lätt dras av från sin kiselskiva med vatten, gör skivan återanvändbar för att bygga ett nästan oändligt antal kretsar. Kredit:Purdue University bild/Chi Hwan Lee

    "Vi har optimerat denna process så att vi kan delaminera elektroniska filmer från wafers på ett defektfritt sätt, " sa Lee.

    Denna teknik har ett icke-provisoriskt amerikanskt patent. Arbetet stöddes av Purdue Research Foundation, Air Force Research Laboratory (AFRL-S-114-054-002), National Science Foundation (NSF-CMMI-1728149) och University of Virginia.


    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com