Blæk, der får kredsløb til at ændre form
Blækprints kredsløb, der ændrer sig fra hårdt til blødt.Dette hjælper med at lave enheder til slid, medicinsk brug og robotter, der passer og fungerer bedre.
Elektronik med variabel stiffness skifter mellem stive og bløde tilstande.Gallium, med forskellig stivhed i faste og flydende former, er et nøglemateriale, men har problemer som høje overfladespænding og faseændringer.Forskere fra Kaist og Seoul National University skabte et blæk til udskrivning af variable-stiffness kredsløb ved stuetemperatur, hvilket muliggør enheder, der tilpasser stivhed til bærbare, implantater og robotter.
De nye blæk muliggør udskrivning af flerlags kredsløb som PCB, der ændrer stivhed med temperatur, åbner nye anvendelser inden for elektronik, medicinsk udstyr og robotik.Traditionel elektronik er enten stiv eller blød, begrænsende komfort eller kontrol. Variabel-stiffness elektronik, der tilpasser sig brug, bliver vigtigere.
For at tackle denne udfordring fokuserede forskerne på gallium, der smelter lige under kropstemperaturen.Fast gallium er stiv, mens dens flydende form er blød og flydende.Brug af gallium i elektronisk udskrivning er blevet begrænset af dens høje overfladespænding og ustabilitet, når den smeltes.
De udviklede en pH-kontrolleret flydende metalblækprintproces.Ved at blande mikro-størrelse galliumpartikler i en polyurethan-matrix med et neutralt opløsningsmiddel, lavede de et stabilt, tykt blæk til præcis udskrivning.Når DMSO opvarmes efter udskrivning, bryder DMSO ned og skaber et surt miljø, der fjerner oxidlaget på galliumpartiklerne.Dette får partiklerne til at deltage i elektrisk ledende netværk med justerbare mekaniske egenskaber.
De trykte kredsløb har fine detaljer, ledningsevne og et stivhedsændringsforhold op til 1.465 - hvilket er at placere materialekontakten fra stiv som plast til blød som gummi.Blækket fungerer også med almindelige udskrivningsmetoder som skærmudskrivning og dyppebelægning, hvilket muliggør fremstilling af stort område og 3D-enhed.
Holdet viste dette ved at oprette en enhed, der fungerer som en stiv bærbar elektronisk gadget under normale forhold, men bliver en blød bærbar sundhedsanordning, når den bæres.De lavede også en neural sonde, der forbliver stiv under operationen for placering, men blødgør inde i hjernevævet for at reducere betændelse - hvilket viser løfte om medicinske implantater.