ابداع مدارهای نوشتنی

به گزارش گروه اخبار علمی ایرنا از ساینس،‌ مدارهای الكتریكی كه به شیوه سنتی ساخته می‌شوند، جنسی سخت و محكم دارند، در حالی كه مدارهای تولید شده با استفاده از این فناوری، كاملا انعطاف‌پذیر و نرم هستند و حتی امكان كشیدن و تا كردن آنها نیز وجود دارد.

در این شیوه برای تولید سیم‌های رسانای الكتریسیته از شیوه رسوب ذرات فلز استفاده می‌شود و برخلاف روش‌های متداول، در آن از حرارت استفاده نمی‌شود؛ بلكه صفحات نرمی موسوم به PDMS به كار گرفته می شوند كه از جنس لاستیك سیلیكونی بوده و حاوی قطراتی از جنس فلز مایع هستند. فشار دادن سطح این صفحات برای مثال با استفاده از یك قلم، منجر به پارگی كپسول‌های حاوی فلز مایع شده و از به هم پیوستن فلز مایع در مسیر حركت قلم، رشته‌های سیم و در نهایت یك مدار الكتریكی ساخته می‌شود.این مدارهای الكتریكی را به سادگی می‌توان برید و در ابعاد دلخواه به كار گرفت.

با وجود این، مدارهای مذكور نقاط ضعفی هم دارند. برای مثال ضخامت سیم‌های تولید شده در این نوع مدارها به ضخامت نوك قلم مورد استفاده بستگی دارد. همچنین در صورتی كه صفحات سیلیكونی تحت فشار قرار گیرند، ممكن است كپسول‌های حاوی فلز مایع باز شده و اتصالات الكتریكی ناخواسته‌ای ایجاد شود.

محققان در این فناوری از فلزی موسوم به ایندیم گالیوم یوتكتیك (EGaln) كه یك رسانای قوی الكتریسیته است و در دمای 15.5 درجه سانتیگراد ذوب می‌شود، استفاده كردند. ابعاد قطرات EGlan كه در صفحات سیلیكونی تعبیه شدند، تنها حدود 100 نانومتر یا یك میلیاردم متر است.

رسانایی الكتریكی EGlan پس از ادغام قطرات با یكدیگر و ایجاد یك سیم رسانا، تا 10 برابر افزایش می‌یابد. این سیم‌های رسانای فلزی قابلیت استفاده به عنوان آنتن‌های رادیویی را نیز دارند. به گفته محققان برای تعیین طول موج دریافتی این آنتن‌ها كافی است تنها طول سیم رسانای ترسیم شده روی صفحه PDMS تنظیم شود.

مهمترین كاربرد این شیوه تولید مدارهای الكتریكی سفارشی برای كاربردهای خاص از جمله ایمپلنت‌های الكترونیكی و تجهیزات پوشیدنی است.
گزارش كامل این تحقیقات در نشریه Small منتشر شده است.
علمی (6) ** 9259**2017