นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการผลิตวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่นุ่มยืดหยุ่นและยืดหยุ่นและเสาอากาศวิทยุด้วยมือเพียงแค่เขียนบนแผ่นวัสดุที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ
เทคนิคนี้สามารถช่วยให้ผู้คนดึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้ามาในความต้องการอุปกรณ์ที่กำหนดเองนักวิจัยกล่าวในการศึกษาใหม่ที่อธิบายวิธีการนี้
ในขณะที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปมีความแข็งใหม่อิเล็กทรอนิกส์อ่อนมีความยืดหยุ่นและยืดหยุ่นและพับเก็บได้ นักวิจัยทั่วโลกกำลังตรวจสอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่อ่อนนุ่มสำหรับการใช้งานเช่นอุปกรณ์ที่สวมใส่และฝังได้ -5 เทคโนโลยีบ้าที่กำลังปฏิวัติเทคโนโลยีชีวภาพ-
นักวิจัยเทคนิคใหม่ที่พัฒนาขึ้นสร้างวงจรโดยการหลอมรวมหรือเผารวมกันเป็นชิ้น ๆ ของโลหะเพื่อสร้างสายไฟฟ้านำไฟฟ้า แต่กระบวนการที่พัฒนาขึ้นใหม่ไม่ได้ใช้ความร้อนเช่นเดียวกับกรณีที่มีการเผา วิธีนี้เกี่ยวข้องกับแผ่นอ่อนที่ทำจากยางซิลิโคนที่มีขนาดเล็กมากมายหยดโลหะเหลวฝังอยู่ข้างในพวกเขา การกดลงบนแผ่นงานเหล่านี้โดยใช้เช่นปลายปากกาแตกแคปซูลเหมือนลูกโป่งน้ำขนาดเล็กและโลหะเหลวภายในสามารถรวมตัวกันเป็นองค์ประกอบวงจร
Michael Dickey วิศวกรเคมีของ North Carolina State University ในราลี
นักวิจัยใช้โลหะที่รู้จักกันในชื่อ Eutectic Gallium Indium (EGAIN) ซึ่งเป็นโลหะผสมนำไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าสูงซึ่งเป็นของเหลวที่ประมาณ 60 องศาฟาเรนไฮต์ (15.5 องศาเซลเซียส) พวกเขาฝังหยดของ Egain ที่มีเพียงประมาณ 100 นาโนเมตรหรือพันล้านเมตรกว้างลงในแผ่นยางซิลิโคนชนิดหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ PDMS
เมื่อหยดเหล่านี้รวมกันการนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้นประมาณสิบเท่าเมื่อเทียบกับเมื่อพวกเขาแยกจากกันนักวิจัยกล่าว เพื่อทำความเข้าใจว่าทำไมลองนึกภาพห้องโถงที่ปกคลุมด้วยลูกโป่งน้ำ
“ ถ้าคุณครอบคลุมพื้นด้วยลูกโป่งน้ำคุณไม่สามารถสร้างเส้นทางที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าระหว่างลูกโป่งได้” Dickey บอกกับวิทยาศาสตร์การใช้ชีวิต อย่างไรก็ตามหากลูกโป่งโผล่ขึ้นมาพวกเขาจะรวมกันเป็นเส้นทางไฟฟ้าที่นำไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องเขาอธิบาย
เส้นทางโลหะที่เผาด้วยกลไกเหล่านี้สามารถทำหน้าที่เป็นเสาอากาศวิทยุ นักวิจัยสามารถปรับความถี่ที่เสาอากาศเหล่านี้รับได้ง่ายๆโดยการเปลี่ยนความยาวของเส้นทาง
“ เสาอากาศสามารถสร้างขึ้นได้ทันทีด้วยเครื่องหมายเวทย์มนตร์” Dickey กล่าว
แผงวงจรปกติประกอบด้วยวงจรของลามิเนตฟอยล์ไฟฟ้านำไฟฟ้าลงบนแผงป้องกันไฟฟ้าที่แข็ง การผลิตแผงวงจรดังกล่าวต้องใช้หลายขั้นตอนและวงจรจะต้องได้รับการออกแบบล่วงหน้าก่อนการใช้งาน ในทางตรงกันข้ามแผงวงจรอ่อนใหม่เหล่านี้สามารถสร้างขึ้นได้ง่ายๆโดยการเขียนลงบนพวกเขาซึ่งหมายความว่าวงจรสามารถสร้างขึ้นตามความต้องการนักวิจัยกล่าว
“ เราอาศัยอยู่ในโลกที่มีมากมายวัสดุอ่อน- ร่างกายเสื้อผ้าของเรา "Dickey กล่าว" อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ทำจากวัสดุที่เข้มงวดและดังนั้นจึงไม่สอดคล้องกับกลไกกับ 'โลกที่อ่อนนุ่ม' ของเรา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เข้มงวดก็มีแนวโน้มที่จะล้มเหลวอย่างหายนะเมื่อมีการเปลี่ยนรูป - ฉันเคยเห็นโทรศัพท์แตกจำนวนมากเป็นตัวอย่าง แผงวงจรที่เราทำนั้นนุ่มและเปลี่ยนรูปได้ "
แผงวงจรอ่อนสามารถตัดเป็นรูปร่างที่ต้องการได้อย่างง่ายดายนักวิจัยกล่าวและยังเป็นไปได้ที่จะเชื่อมต่อส่วนประกอบที่แข็งเช่นไฟเพียงแค่แทรกลงในแผ่น ตัวอย่างเช่นการใช้เทคนิคใหม่นี้นักวิจัยสร้างขึ้นต้นคริสต์มาสที่อาจมีแสงสว่าง
ข้อเสียเปรียบอย่างหนึ่งของวิธีการนี้คือหยดอาจเผาโดยบังเอิญหากพวกเขาสัมผัสกับแรงกดดันมากเกินไป นักวิจัยค้นพบว่าวิธีหนึ่งในการแก้ปัญหานี้คือการแปรงกาวใสลงบนแผ่น นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่ากาวแห้งและก่อตัวเป็นชั้นป้องกันที่เข้มงวดซึ่งสามารถป้องกันการเผาที่ไม่พึงประสงค์หลังจากเขียนวงจรนักวิทยาศาสตร์กล่าว
ข้อ จำกัด อีกประการหนึ่งของวิธีการนี้คือสายไฟนั้นบางเท่ากับสไตลัสที่ใช้ในการสร้างมันไมโครชิปดั้งเดิม- นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าเลเซอร์เดสก์ท็อปเชิงพาณิชย์อาจนำไปสู่รูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นแม้ว่าสิ่งนี้จะทำให้กระบวนการผลิตมีความซับซ้อนมากขึ้น อีกวิธีที่เป็นไปได้ในการสร้างช่องทางตรงและบาง ๆ เกี่ยวข้องกับการฝังหยดในรูปแบบที่เป็นระเบียบภายในยางซิลิโคนเช่นในแถวกล้องจุลทรรศน์
อย่างไรก็ตาม "ความก้าวหน้ามากมายยังคงต้องใช้เพื่อให้มีศักยภาพในเชิงพาณิชย์" Dickey กล่าว "นี่คือการสาธิตอย่างง่าย ๆ เพื่อแสดงแนวคิดของวงจรอ่อน"
นักวิทยาศาสตร์ให้รายละเอียดการค้นพบของพวกเขาออนไลน์ 16 พฤศจิกายนในวารสารเล็ก-
ติดตามวิทยาศาสตร์สด@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
