Разработан новый метод изготовления гибкой электроники с помощью печати с поглощением частиц
Гибкая электроника обычно изготавливается из мягких полимеров — эластичных материалов, состоящих из длинных молекулярных цепочек, которые могут значительно деформироваться, не разрушаясь. Чтобы расширить их функции или повысить производительность, эти полимеры часто комбинируют с микроскопическими или наноскопическими частицами, обладающими определёнными оптоэлектронными или магнитными свойствами, также известными как функциональные частицы.
Большинство существующих подходов к внедрению функциональных частиц в полимеры основаны на диспергировании частиц в жидких молекулах, которые связываются с другими молекулами, образуя полимер, прежде чем материал затвердеет. Однако многие из этих стратегий применимы только к некоторым комбинациям полимеров и частиц или их сложно реализовать в больших масштабах.
Исследовательская группа профессора Джона Хо из Национального университета Сингапура и группа профессора Йонга Лин Конга из Университета Райса недавно представили новый метод изготовления гибкой электроники, который описан в статье в Nature Electronics.
Новый подход, разработанный исследователями, основан на явлении физики мягких материалов, называемом «поглощением частиц», которое позволяет встраивать частицы в мягкий полимер. Поглощение частиц — это самопроизвольный процесс, который происходит, когда так называемая эластокапиллярная длина полимерной матрицы превышает характерную длину частиц.
«Эластокапиллярная длина — это масштаб длины, при котором поверхностное напряжение становится более важным, чем объёмное упругое напряжение», —рассказал Tech Xplore профессор Йонг Лин Конг, соавтор статьи.
«Например, когда частица размером меньше эластокапиллярной длины (например, очень мягкая подложка) остаётся на поверхности, поверхностное натяжение подложки может преобладать настолько, что частица «поглощается» самой твёрдой подложкой.
«Само по себе это явление не является чем-то новым и уже изучалось другими исследователями в области физики мягких материалов, в том числе в рамках работы профессора Эрика Дюфресна из Корнеллского университета. Однако в предыдущих работах изучалось поглощение частиц несколькими частицами, и до сих пор оно не использовалось для производства электроники».
Пытаясь создать эффективный датчик деформации, исследователи обнаружили, что существующие методы диспергирования частиц углеродных нанотрубок в полимерных растворах не позволяют надёжно получать проводящие полимеры, необходимые для высокопроизводительных растягивающихся датчиков. Однако случайно они обнаружили преимущества использования поглощения частиц для создания проводящих полимеров для растягивающейся электроники.
Читать далее:
https://russianelectronics.ru/razrabotan-novyj-metod-izgotovleniya-myagkoj-elektroniki-s-pomoshhyu-pechati-s-pogloshheniem-chasticz/