Los investigadores MIT desarrollan proceso de impresión para etiquetas electrónicas

- Jan 20, 2017 -

Imagina ser capaz de leer información electrónica en tiempo real en una etiqueta. Por ejemplo, el barista puede imprimir una etiqueta así sabes exactamente cómo el café es como pasa el tiempo. Etiquetas electrónicas podrían resultar útiles en un número de aplicaciones. Esta tecnología podría también permiten impresión superficies electrónicas para una amplia gama de funciones.

Investigadores en Instituto de tecnología de Massachusetts han desarrollado un proceso de impresión de transistores que pueden hacer etiquetas electrónicas y superficies similares una realidad económica.

"Hay una necesidad enorme para la impresión de los dispositivos electrónicos que son muy baratos pero proporcionan cálculos simples y funciones interactivas," dice A. John Hart, el profesor de asociado de desarrollo de la carrera de Mitsui en tecnología e ingeniería en el MIT.

"Nuestro nuevo proceso de impresión es una tecnología habilitadora para la electrónica de alto rendimiento, completamente impreso, incluyendo transistores superficies ópticamente funcionales y sensores ubicuos".

Impresión electrónica no es un concepto nuevo. Inyección de tinta y goma de sellado de las técnicas se han utilizado con resultados mediocres. Según el papel de los investigadores publicado recientemente en la revistaAvances de la ciencia, estas técnicas son difíciles de controlar en escalas pequeñas y tienden a producir café anillo patrones que derrames de tinta sobre las fronteras. Estampados de desigual también pueden conducir a circuitos incompletos.

La técnica de trazado enAvances de la cienciaimplica el diseño de sellos nanoporosos – un tipo de sello que es esponjosa que el caucho y el tamaño de una uña del meñique. Estos sellos tienen patrones más pequeños que el ancho de un cabello humano.

La porosidad de estos sellos permite una solución de nanopartículas, una especie de tinta, para flujo uniforme a través de la estampilla y sobre la superficie deseada. Esto permite una mayor resolución que el sello de goma de la impresión.

Nanotubos de carbono se utilizan para el sello. Estas son hojas fuertes, microscopio de átomos de carbono dispuestos en cilindros.

"Es algo casual que la solución para impresión de alta resolución de electrónica aprovecha nuestra experiencia en la fabricación de nanotubos de carbono para muchos años", dice Hart.

"Los bosques de nanotubos de carbono pueden transferir tinta sobre una superficie como un número masivo de plumas pluma pequeña."

Para hacer los sellos, los investigadores utilizados previamente desarrollaron técnicas para crecer los nanotubos de carbono sobre una superficie de silicio en varios patrones, incluyendo panales y formas de la flor. Estos nanotubos fueron recubiertos con un polímero delgado para la tinta penetrar en las estructuras de nanotubos y que los nanotubos no disminuiría después de que la tinta fue sellada. Ellos entonces impregnado el sello de un pequeño volumen de tinta electrónica compuesta por nanopartículas de plata, óxido de zinc o semiconductor puntos cuánticos.

El componente crítico a estos patrones precisos, de alta resolución de impresión es en la cantidad de presión aplicada para la tinta de la estampilla. Esta presión precisa fue determinada por un modelo para predecir la cantidad de fuerza necesaria para sellar una capa uniforme de tinta sobre el sustrato. Una máquina de impresión de un rodillo motorizado fue construida para el proceso. Los investigadores fijos cada sello en una plataforma unida a un muelle, y utilizaron esto para controlar la fuerza utilizada para presionar el sello contra el sustrato.

"Esto sería un proceso industrial continuo, donde se tiene un sello, y un rodillo en el cual tienes un sustrato que desea imprimir, como un carrete de película plástica o papel especializado para la electrónica,", dice Hart. "Encontramos, limitado por el motor que hemos utilizado en el sistema de impresión, podríamos imprimir a 200 milímetros por segundo, continuamente, que ya es competitivo con las tasas de las tecnologías de impresión industriales. Esto, combinado con una mejora décupla en la resolución de impresión que demostramos, es alentador".


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