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新技术可将集成电路印在布料上

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来源: 集微网   发布者:集微网
热度29票   时间:2017年12月07日 06:08
集微网消息,研究者们成功将可水洗、可弯曲且透气性好的电子电路印在了布料上,为智能纺织品和可穿戴电子设备开启了新的可能。 这种电路由廉价、安全且环保的油墨制成,使用普通喷墨打印技术即可打印。 该研究结果刊登在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

剑桥大学的学者们与意大利和中国的同事在该领域展开合作,并演示了将石墨烯(一种二维形式的碳)和其它二维材料构成的油墨直接印制在布料上形成集成电路的过程。 这种新型的纺织品电子设备藉助低成本的喷墨打印技术,并使用标准的加工技术进行生产。 该布料穿著舒适,可在普通洗衣机中水洗20次。

学术界早期曾经对用于印刷电子材料的石墨烯墨水的配方进行过开发,在此基础上,该团队设计了低沸点墨水,可直接印刷在聚酯纤维织物上。 此外,团队成员还发现,调整纤维的粗糙程度能够改进被印刷的设备的性能。 通过这一过程,研究者们不仅做出了单晶体管,而且还设计出了结合主动和被动组件的集成电路。

目前的大多数可穿戴电子设备都依赖于安装在塑料、橡胶或纺织品上的坚硬的电子原件。 多数情况下,这些设备和皮肤的兼容性非常差,在清洗时会被损坏,并且因为不透气而穿上去体感不佳。

「其它用来打印电子设备的墨水通常包含有毒溶剂,并不适合穿戴。 我们的墨水不仅廉价、安全、环保,而且只需将不同的二维材料印在布料上,就可以组合成为电子电路,」该论文的第一作者、来自剑桥石墨烯中心的Felice Torrisi博士说。

「数字纺织品印刷技术已经出现了几十年,可将简单的染料印在织物上,但我们的研究第一次证明,该技术亦可将整个电子集成电路印在纺织品上。 」该论文的另一作者说。 「尽管我们演示的只是非常简单的集成电路,但这一过程具有可扩展性,在可穿戴电子设备的技术开发上,就其复杂性和性能而言,不存在根本性的障碍。 」

被印刷的原件可弯曲且可水洗,这些是可穿戴电子设备最基本的使用要求。

该研究为二维材料油墨开创了若干商业机会,包括个人健康和保健技术、可穿戴能源采集和储存、军装、可穿戴计算等。

「将纺织纤维变成功能性的电子原件,这开启了从医疗保健到物联网的一系列全新的应用。 」Torrisi说。 「感谢纳米技术,将来我们的衣服上就有基于纺织品的电子设备,比如显示器或传感器,并能与之互动。 」

使用石墨烯和其它相关2D材料油墨来制造电子原件和设备,并将其结合在布料和纺织品上,这在智能纺织品行业的新技术开发上处于中心地位。 


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