Изследователи от университета в Тиендзин са разработили бърз и евтин метод за отпечатване на високоефективни електронни схеми директно върху сложни триизмерни повърхности – пробив, който може да ускори развитието на роботизирана „електронна кожа“ и следващо поколение носими устройства.
Технологията позволява на електронните схеми да се придържат плътно към неправилни форми като роботизирани ръце, въздушни профили и дори пръсти, отбелязвайки голям напредък в гъвкавата електроника, област, фокусирана върху създаването на устройства, които могат да се огъват и да се приспособяват към повърхности, като същевременно поддържат стабилна производителност.
Jiang Chengjie, водещият изследовател, каза, че производството на високопроизводителни вериги върху неравнинни повърхности отдавна е голямо предизвикателство. Лошата адхезия и ограниченият контрол върху точността на веригата често причиняват счупване или нестабилност на сигнала, ограничавайки иновациите както в дизайна, така и във функционалността на устройството.
За да се справи с предизвикателствата, изследователският екип иновативно възприе достъпни в търговската мрежа термопластични филми, които се свиват при нагряване и могат плътно да увиват предмети с произволна форма. Това обаче също така разкри, че обикновените метални проводници са склонни да се счупват, когато филмът се свие поради недостатъчната им пластичност.
За да се справи с този проблем, изследователският екип разработи полутечен метален материал с висока електропроводимост и добра течливост и използва собствено разработена технология за печат, за да „начертае“ веригата върху плоския филм.
Предварителното изчисляване на деформацията чрез технология за симулация позволява на плоските вериги бързо да се приспособят към 3D повърхности, както са предварително проектирани след обработка с топла вода или горещ въздух при около 70 C. Целият процес отнема само пет секунди и веригите показват отлична механична издръжливост. Експериментите показват, че тяхната електрическа проводимост остава стабилна дори след 5000 огъвания или усуквания. Технологията вече демонстрира силен потенциал за приложение. В областта на въплътената интелигентност изследователският екип разработи персонализирани тактилни сензорни масиви за роботизирани ръце и глави, като ефективно дава на роботите чувствителна електронна кожа. Те също така създадоха интелигентна ръкавица, включваща сензори за налягане и температура, което позволява на роботите да идентифицират обекти чрез докосване с точност до 97 процента.
Отвъд роботиката, подходът показва обещание в интелигентното селско стопанство, авиокосмическата промишленост и здравеопазването, включително наблюдение на температурата и влажността, размразяване на крилата на самолети и носими здравни сензори, като същевременно демонстрира надеждна адхезия върху предизвикателни повърхности като политетрафлуоретилен, влажно дърво и груба мазилка.
Уанг Сяодзин допринесе за тази история.
[email protected]
Нашия източник е Българо-Китайска Търговско-промишлена палaта
