Para ilmuwan telah mengembangkan jenis baru “tinta elektronik” yang dapat digunakan untuk mencetak sirkuit elektronik yang mampu berubah antara keadaan kaku dan lunak saat dipanaskan.
Teknologi dapat membuka jalur untuk perangkat elektronik generasi berikutnya yang mengubah bentuk atau kekakuan tergantung pada bagaimana dan di mana mereka digunakan, dari implan medis yang melembut di dalam tubuh hingga robotika yang fleksibel.
Tinta menggabungkan Galio, logam yang padat pada suhu kamar tetapi meleleh tepat di bawah suhu tubuh – 98,6 derajat Fahrenheit (37 derajat Celcius) – dengan a polimer-Lolvents berdasarkan yang rusak saat dipanaskan dengan lembut. Hasilnya adalah zat yang stabil dan dapat dicetak yang menjadi konduktor setelah pemanasan dan dapat mengubah kekakuannya dalam respons suhu.
Temuan ini diterbitkan pada 30 Mei di majalah Kemajuan ilmiah.
“Ini membuka kemungkinan baru untuk masa depan elektronik pribadi, perangkat medis dan robotika,” rekan penulis penelitian ini Jae-woong JeongProfesor Teknik Listrik di Lembaga Sains dan Teknologi Korea (KAIST) yang Lanjutan, katanya dalam a penyataan.
Sebagian besar produk elektronik saat ini termasuk dalam salah satu dari dua bidang: perangkat kaku seperti smartphone dan komputer portabelyang menawarkan hasil dan daya tahan dengan mengorbankan fleksibilitas; Atau sistem lunak seperti barang yang dapat dikenakan, yang lebih nyaman digunakan, tetapi mungkin lebih sulit untuk diproduksi atau diintegrasikan dengan komponen yang lebih kompleks.
Perangkat keras pakaian lembut
Elektronik kekakuan variabel yang disebut SO bertujuan untuk menutup celah ini, yang memungkinkan perangkat berubah antara keadaan keras dan lunak sesuai kebutuhan.
Gallium Untuk waktu yang lama telah menarik minat pada bidang ini karena betapa berbedanya berperilaku dalam bentuk padat dan cair. Tetapi menggunakannya untuk elektronik cetak telah sulit karena tegangan permukaannya yang tinggi dan kecenderungan untuk mengoksidasi ketika terpapar ke udara, membentuk jenis kulit kayu yang mencegahnya bergabung atau meluas dengan benar.
Untuk mengatasi hal ini, para peneliti mengembangkan proses untuk membubarkan partikel gallium mikroskopis dalam matriks polimer, pada dasarnya basis yang fleksibel, mirip dengan tinta, menggunakan pelarut yang disebut dimethylsulfoxide (DMSO).
Ketika sirkuit yang dicetak menghangat dengan lembut, pelarut rusak dan menciptakan lingkungan yang sedikit asam. Ini menghilangkan lapisan oksida dari partikel gallium, yang memungkinkan mereka meleleh dan bergabung untuk membentuk jalur konduktif.
Tinta yang dihasilkan dapat digunakan untuk mencetak karakteristik sekecil 50 mikrometer (0,002 inci atau 0,005 sentimeter) – lebih tipis dari rambut manusia -Dan dapat bergantian antara kekerasan kelembutan plastik dan gumosa seperlunya. Para peneliti mengatakan materi itu menjadi lebih dari 1.400 kali lebih lembut ketika dipanaskan selama pengujian.
Tim membangun dua perangkat kerja untuk menunjukkan bagaimana teknologi fleksibel dapat digunakan. Salah satunya adalah perangkat kesehatan portabel yang berperilaku seperti elektronik portabel yang kaku pada suhu kamar, kemudian melembutkan kontak dengan kulit untuk meningkatkan kenyamanan. Yang lainnya adalah implan otak yang fleksibel yang tetap kaku selama operasi, sehingga dapat dimasukkan secara akurat, dan kemudian melunak sekali di dalam otak untuk membantu mengurangi iritasi dan peradangan.
Tinta dapat digunakan dengan teknik manufaktur umum, seperti pencetakan layar dan lapisan saus, yang berarti bahwa itu dapat digunakan dalam skala yang lebih besar atau Dicetak 3D Elektronik di masa depan, kata para peneliti.
“Pencapaian utama dari penelitian ini terletak pada mengatasi tantangan lama dari pencetakan logam cair melalui teknologi inovatif kami,” kata Jeong dalam pernyataan itu. “Ketika mengendalikan keasaman tinta, kami dapat menghubungkan partikel gallium yang dicetak listrik dan secara mekanis, memungkinkan pembuatan sirkuit resolusi tinggi dari sirkuit resolusi tinggi dan area besar dengan kekakuan yang dapat disetel.”
