Loading

Гибкие чипы из бумаги

Создано 18.05.2013 22:36
Автор: Алексей Норкин

Гибкие чипы возможно будут изготавливать из бумаги

Создание печатной платы для электронных устройств довольно недружественный окружающей среде процесс. В классическом виде он состоит в том, что агрессивные кислоты вытравливают с поверхности покрытого тонким слоем металла пластика все лишнее, оставляя лишь тонкие токопроводящие дорожки между местами пайки электронных компонентов. Ученые из Института Макса Планка в г. Потстдам Гольм (Германия) нашли способ изготовления электронных компонентов из бумаги.

С технической стороны метод довольно прост. Дорожки платы наносятся на бумажную заготовку с помощью катализатора обычным струйным принтером. Затем заготовка нагревается, и в тех местах, где присутствует катализатор, образуется слой токопроводящего графита. Бумага – недорогой, легкий и гибкий материал, поэтому ученые предполагают, что их метод будет широко использоваться для создания различной электроники.

Гибкие чипы – перспективное направление развития электронных устройств. Они могут быть использованы, например, в одежде, для контроля различных функций, в гибких экранах и этикетках, содержащих информацию о продуктах. Многие ученые работают над созданием гибкой электроники, но в качестве носителя до сих пор в большинстве случаев они были вынуждены использовать пластмассу, иногда – полимеры и органические вещества в качестве проводников тока. Создание таких компонентов связано с экологическими проблемами. Кроме того, все они чувствительны к теплу. «Их обработка не может быть интегрирована в обычное производство электроники, так как температура при этом может достигать более 4000 С», рассказывает Кристина Джордано (Cristina Giordano), глава рабочей группы, разработавшей альтернативное решение.

Углеродная электроника, которую Джордано и ее коллеги предлагают создавать из бумаги, может выдерживать температуры до 8000 С в бескислородной среде. И это не единственный ее козырь. Легкий и недорогой материал можно легко обрабатывать, создавая даже трехмерные токопроводящие структуры.

Демонстрация с изображением Минервы

Исследователи из Потсдама преобразуют целлюлозу бумаги в графит с помощью нитрата железа, выступающего в качестве катализатора. «Используя коммерческий струйный принтер, мы печатаем раствором катализатора небольшой рисунок на листе бумаги», - поясняет один из членов научного коллектива докторант Стефан Глятцель (Stefan Glatzel).

Если затем нагреть бумажный лист с напечатанным рисунком, до 8000 С в атмосфере азота, целлюлоза высвобождает воду, пока не останется чистый углерод. При этом в местах, где был нанесен катализатор, образуются проводящие структуры из графита и карбида железа, в то время как там где катализатора не было, остается неупорядоченный углерод, проводимость которого ниже.

Демонстрация с помощью оригами

На презентации ученые продемонстрировали процесс практически. Они напечатали на бумаге изображение Минервы, символа общества Планка. Затем преобразовали изображение в графит и использовали в качестве катода, чтобы нанести на него слой меди способом электролиза.

Другая демонстрация наглядно показала, каким образом могут быть созданы трехмерные токопроводящие структуры. Лист бумаги сложили в форме оригами, затем полностью пропитали катализатором и «испекли» графитовый проводник.

По материалам Max Planck Institute

Комментарии: