美國北卡羅來納州立大學(North Carolina State University)的一個研究小組宣佈,他們開發了一種新的方式來直接印刷用於柔性電子產品的金屬電路。該校曾工作於Edward P. Fitts並擔任工業與系統工程系副教授的Jingyan Dong是該技術相關論文《Electrohydrodynamic (EHD) Printing of Molten Metal Ink for Flexible and Stretchable Conductor with Self-Healing Capability(具有自愈能力的軟性可延展導體的電流體動力(EHD)熔融金屬噴墨列印)》的作者之一,他認識到軟性電子產品相關的高製造成本,承認如果要將其運用在商業上,將會產生巨大阻礙。這項研究是在美國國家科學基金會的資助下完成的,並發表在《Advanced Material Technologies(高級材料技術)》雜誌。

就目前來看,儘管我們可望用軟性電子技術創造一些非常有趣並有用的產品,但將其運用到消費品中價格還太高。想像一下可折疊手機或是能夠承受汽車碾壓的智慧手錶,勢必會獲得大肆宣傳。

該小組寫道:「用電流體動力列印微型金屬導體,為製造具有金屬導電性及優異柔韌性和可延展性的電路提供了一種有前景的新方法。」

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對於目前使用直接印刷技術的現有製造系統,該團隊希望透過使用與之相容的各種基板和金屬,提供一種更高效的方法來生產商業設備中使用的高解析度電路。

這種新方法依賴的是目前的電流體動力列印技術,但使用的是熔融金屬合金而非油墨。為了展示這項技術,研究人員使用三種合金在玻璃、紙張和兩種可延展聚合物上進行了列印。然後將它們結合製成了一個在1cm2內具有400個畫素點的高密度觸控感測器。Dong強調,這個製程使用的是直接列印。他並表示,「這個製程沒有掩模,沒有蝕刻,也沒有模具,因此簡單得多。」

研究小組發現,當將電路印刷在聚合物基板上時,將其彎曲1,000次後,電導率保持不變。當延展至拉伸應變的70%時,電路也保持穩定,而如果彎曲或延展超過了容許能力,電路甚至可以自愈。

Dong解釋說,低熔點可以使電路加熱至大約70℃,這樣金屬就可以流在一起並修復損壞。Dong更表示:「我們已展示了我們方法的恢復性和功能性,我們願意與產業部門合作以實現製造穿戴式感測器或其他電子設備的技術。」

(參考原文: Self-healing circuits pave way for affordable flexible electronics,by Heather Hamilton,EDN中國版編輯Franklin Zhao編譯)