Forskare vid Carnegie Mellon Universitys College of Engineering använder en standardskrivare för att utveckla robusta, mycket flexibel, tatueringsliknande kretsar för användning i bärbara datorer.

Den lågkostnadsprocessen lägger till spårmängder av en elektriskt ledande, flytande metallegering till tatueringspapper som fäster på mänsklig hud. Dessa ultratunna tatueringar kan enkelt appliceras med vatten, på samma sätt som man skulle applicera ett barns dekorativa tatuering med en fuktig svamp.

Annan tatueringsliknande elektronik kräver antingen komplex tillverkningsteknik i ett renrum eller saknar den materialprestanda som krävs för töjbar digital kretsfunktion på huden.

Carmel Majidi, en docent i maskinteknik, är inte främmande för att övervinna hinder inom området för mjuk elektronik, ett område där han är en pionjär. På senare år har han har skapat flytande metalltransistorer, osynliga kretsar, självläkande kretsar, och termiskt ledande gummi (känd som "Thubber"). Han och hans teammedlemmar i Soft Machines Lab kavlade upp ärmarna för att ta itu med flexibla tatueringar.

De lyckades.

"Vår teknik är enkel, sa Majidi. "Vi använder en stationär bläckstråleskrivare för att skriva ut spår av silvernanopartiklar på tillfälligt tatueringspapper. Vi belägger sedan partiklarna med ett tunt lager av galliumindiumlegering som ökar den elektriska ledningsförmågan och gör att den tryckta kretsen blir mer mekaniskt robust. Tatueringarna är ultratunna, mycket töjbar, och billig att producera."

Förutom lågkostnadsbehandling, dessa tatueringar ger andra fördelar. Eftersom de har mekaniska egenskaper som liknar lätta tyger, de förblir funktionella under böjning, hopfällbar, vridning, och stammar upp till cirka 30 % (vilket är den typiska töjbarheten för mänsklig hud). De kan anpassa sig till och vidhäfta kraftigt böjda 3D-ytor, som en modell av en mänsklig hjärna eller en citron.

Applikationer för ultratunn, kompatibla tatueringar inkluderar epidermal bioövervakning, mjuk robotik, flexibla displayer, och 3D-överförbar tryckt elektronik.

Forskningen utfördes i samarbete mellan Carnegie Mellons Soft Machines Lab och Institute of Systems and Robotics vid University of Coimbra i Portugal.

Resultaten publicerades i tidningen, "EGaIn -Assisted Room -Temperature Sintering of Silver Nanoparticles for Stretchable, Bläckstråletryckt, Tunnfilmselektronik, " i Avancerade material .