959,4
рейтинг
12 апреля 2012 в 16:46

Пластиковая электроника изменит дизайн привычных вещей



Группа учёных под руководством профессора Хеннинга Сирринхауса (Henning Sirringhaus) из Кавендишской лаборатории Кембриджского университета разработала новый техпроцесс для печати электрических схем на пластике. Это приближает нас к тому времени, когда каждый из нас сможет в домашних условиях напечатать нужную микросхему, а в повседневную жизнь войдут прозрачные «умные» материалы, такие как искусственная кожа.

Под «искусственной кожей» подразумевают поверхность, которая может воспринимать и обрабатывать информацию — температура объекта, текстура поверхности и др. Идеальным применением для неё являются манипуляторы роботов, но такие материалы можно использовать и в других областях: для RFID-меток, в прозрачных экранах на лобовых стёклах автомобилей (для показа маршрута, текущей скорости), элементах одежды и т.д. Более того, многие привычные бытовые приборы — например, калькулятор — можно практически полностью печатать из пластика. Вместо корпуса, кнопок и экрана просто наносятся разные краски на соответствующие участки прозрачной подложки. Это коренным образом изменит дизайн многих электронных гаджетов.

С момента изобретения пластиковой электроники в конце 1970-х годов придумано немало способов, как впечатать активный материал в полимерную поверхность. При этом вместо кремния в качестве используются разные органические смеси, а печатать микросхемы можно в домашних условиях на принтере относительно небольшого размера.

Пластиковая электроника до сих пор не нашла широкого коммерческого применения из-за своей очень низкой скорости работы (несколько сотен герц) и высокого рабочего напряжения (сотни вольт). Учёные из Кембриджа совершили в этой области настоящий прорыв: созданное ими устройство работает относительно быстро и при низком вольтаже. Секрет в новом органическом материале, который значительно упрощает техпроцесс. Дело в том, что для печати микросхем нужно два разных активных материала, а новое вещество обладает амбиполярными свойствами. Краска на основе этого материала может наноситься при температуре чуть выше комнатной. При этом скорость работы органического чипа составляет сотни килогерц, и для его питания достаточно 9-вольтовой батареи. Авторы научной работы сейчас работают над тем, чтобы ещё снизить требования к энергопитанию — это необходимо для массового применения органических микросхем в повседневных вещах.

Работа учёных из Кембриджского университета опубликована а мартовском номере журнала Advanced Materials (Vol. 24, No. 12, pp. 1558-1565).
Анатолий Ализар @alizar
карма
678,3
рейтинг 959,4
Редактор
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (30)

  • +3
    Ещё несколько лет и общество будет не только писать OpenSource автомобиль, но и печатать электронику для него. А учитывая ещё и начилие проектов OpenSource телефонов + RepRap, который стоит немного, можно будет вообще телефоны дома печатать, ну и прочую бытовую электронику. Будущее не за горами, товарищи!
    • +3
      Не будет. Там химия такая нужна, что одно неловкое движение и пол дома жмуриков :-)
      • 0
        Кстати в домашних условиях схемы никто не пробовал печатать? неужели там такая запредельная химия?

        elvisti.com/node/24038 — кстати 2002г… почти слово в слово :( где же готовые киты 'напечатай себе сам'
        • 0
          Никакой креативности у любителей распила грантов.
          Чем печатать-то?
          Реальный максимум — проводящие дорожки для антенн и пленочных клавиатур.

    • 0
      В будущем напечатаю себе автомобильчик. И самолетик :)
    • +1
      Ага, посмотрю как общественность будет печатать интегральные микросхемы с техпроцессом нанометров так 40.
  • 0
    Да, совместить с 3D принтером и уж точно печатай всё что хочешь.
  • +8
    Интересно посчитать, каких размеров схемы можно было бы печатать в домашних условиях (при условии, что нужные краски появятся в продаже).

    Пусть разрешение принтера — 600 DPI. Это 236 точек/мм, то есть размер точки 4.2 мкм. Напечатать проводник шириной в одну точку вряд ли получится. Ну допустим, минимальный размер детали изображения — 10 точек.
    Получается «техпроцесс» 42 мкм (в 4 раза толще, чем Intel 4004). Размеры транзистора будут порядка 0.2x0.2 мм. Простой 8-битный процессор содержит порядка 10 000 транзисторов. Они займут 400 мм2, да еще столько же на соединительные проводники. Итого площать процессора будет 800 мм2, то есть примерно 3x3 см.

    Калькулятор размером с визитку, теоретически, можно напечатать уже сейчас.
    • +1
      Лазерные принтеры спокойно выдают 1200 дпи, а дорогие образцы, думаю, и того больше.
      • +1
        В статье не сказано, что из себя представляет токопроводящая краска, но подозреваю, она жидкая. Значит, печатать ею можно только через струйник, а для него «честные» 600 DPI — почти потолок.
        Думаю, когда бытовой принтер микросхем дойдет до стадии работающего прототипа, там будет использоваться не струйная печать, а что-нибудь вроде фотолитографии: например, краска наносится на всю поверхность, но полимеризуется и приобретает нужные свойства только на засвеченных лазером/проектором участках.
        • +1
          Думаю, тонкий слой токопроводящего порошка вполне возможно получить.
  • +1
    Я может не очень силен в этом, но все же

    Клавиатура внутри
    • +3
      Тут только контакты. Пленочные проводники научились делать уже давно. Основная проблема была с печатью полупроводниковых элементов.
    • 0
      > для RFID-меток
      Я RFID вроде как уже видел, похожие на картинку выше. Не?
      • +3
        В RFID только антенна гибкая, а сам чипик на кремниевой подложке (обычная микрушка) в центре этой антенны.
        • +4
          Картинка чтоб было понятнее
          • +6
            Вот этот черный квадратик и есть чип:


            Остальное — антенна и конденсатор из фольги.
            • +1
              На скане, кстати, билет «Ультралайт» Московского метро.
              • 0
                Ага, узнал :)
            • 0
              Не знаете, сколько в этой микросхеме отдельных элементов?
  • +2
    Жду не дождусь того момента, когда электронику можно будет загонять под кожу. Кто знает… возможно осталось лет пять! :)
    • +2
      Для этого нужно еще дождаться прорывов в области нейроинтерфейса, иначе толку будет не особо много.
      • 0
        Просто соединить телефон, лежащий в кармане или на ладони и уши (гарнитура, очки), брови или переносица (очки), запястья (браслетные гаджеты) — уже будет очень хорошо, даже без нейроинтерфейса. Не говоря уж о том, что можно будет управлять движениями и касаниями пальцев.
    • +22
      image
      вспомнилось
    • 0
      А если апгрейд?
    • 0
      А затем апгрейдить её раз в два или три года (как нынешние мобильники) и оставить на месте кожи язвенное гноилище?
      • 0
        Ну если вы живете в грязи. Думаю, думаю если правильно ухаживать за этим, то ничего страшного не случится
  • +1
    Интересно, насколько надёжно удалось им пропечатать схему. У большинства коллективов, занимающихся данной темой, основной проблемой была стойкость отпечатка.
    Надо будет зайти, у наших поинтересоваться, как дела идут.
    • 0
      Зайдете, расскажите.
      • 0
        Да, если на неделе получится.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.