En ny form av elektroniktillverkning som bäddar in kiselnanotrådar i flexibla ytor kan leda till radikala nya former av böjbar elektronik, säger forskare.

I en ny artikel som publicerades i dag i tidskriften Mikrosystem och nanoteknik , ingenjörer från University of Glasgow beskriver hur de för första gången har kunnat "skriva ut" högrörliga halvledarnanotrådar på flexibla ytor till ett överkomligt pris för att utveckla högpresterande ultratunna elektroniska lager.

Dessa ytor, som kan böjas, böjd och vriden, kan lägga grunden för ett brett utbud av applikationer inklusive videoskärmar, förbättrade hälsoövervakningsanordningar, implanterbara anordningar och syntetisk hud för proteser.

Uppsatsen är den senaste utvecklingen från University of Glasgows forskargrupp Bendable Electronics and Sensing Technologies (BEST), ledd av professor Ravinder Dahiya.

BEST-teamet har redan utvecklat innovativa teknologier inklusive solcellsdrivna, flexibel "elektronisk hud" för användning i proteser och töjbara hälsosensorer som kan övervaka pH-nivåerna i användarnas svett.

I deras tidning, forskargruppen beskriver hur de tillverkade halvledarnanotrådar av både kisel och zinkoxid och tryckte dem på flexibla substrat för att utveckla elektroniska enheter och kretsar. I processen, de upptäckte att de kunde producera enhetliga nanotrådar av kisel som passade i samma riktning, i motsats till de mer slumpmässiga, trädgrenliknande arrangemang framställt genom en liknande process för zinkoxid.

Eftersom elektroniska enheter går snabbare när elektroner kan springa i raka linjer i motsats till att behöva förhandla vändningar, kiselnanotrådarna var bäst lämpade att använda i sina flexibla ytor.

Därifrån, teamet engagerade sig i en serie experiment för att skriva ut trådarna till flexibla ytor med en utskriftsenhet som de utvecklade och byggde i sitt labb. Efter en rad experiment, de kunde hitta den optimala kombinationen av tryck och hastighet för att effektivt skriva ut nanotrådarna gång efter gång.

Professor Dahiya sa:"Det här dokumentet markerar en riktigt viktig milstolpe på vägen mot en ny generation av flexibel och tryckt elektronik. För att framtida elektroniska enheter ska kunna integrera flexibilitet i sin design, industrin måste ha tillgång till energieffektiva, högpresterande elektronik som kan tillverkas överkomligt och över stora ytor.

"Med denna utveckling, vi har kommit långt för att nå alla dessa märken. Vi har skapat ett kontakttrycksystem som gör att vi på ett tillförlitligt sätt kan skapa flexibel elektronik med en hög grad av reproducerbarhet, vilket är ett riktigt spännande steg mot att skapa alla typer av böjbara, flexibel, vridbara nya enheter.

"Vi har precis säkrat ytterligare finansiering som vi kommer att använda för att skala upp processen ytterligare, göra det mer lättillämpligt för industriella ändamål, och vi ser fram emot att bygga vidare på vad vi redan har lyckats uppnå."

Pappret, med titeln "Heterogen integration av kontakttryckta halvledarnanotrådar för högpresterande enheter på stora ytor", publiceras i Mikrosystem och nanoteknik .