Метод трафаретного друку може зробити електроніку дешевшою

Нові дослідження показують, що блискучі змієподібні структури, які живлять переносну електроніку, можна створити за допомогою тієї ж технології, яка використовується для друку футболок з рок-концертами. Дослідження, очолюване дослідниками Університету штату Вашингтон, демонструє, що електроди можна виготовляти лише за допомогою трафаретного друку, створюючи розтягнутий, міцний малюнок схеми, який можна перенести на тканину та носити безпосередньо на шкірі людини. Таку переносну електроніку можна використовувати для моніторингу здоров’я в лікарнях або вдома.

«Ми хотіли створити гнучку електроніку, яку можна носити, у спосіб, який був би набагато простішим, зручнішим і дешевшим», — сказав автор-кореспондент Чон-Хун Кім, доцент Школи інженерії та комп’ютерних наук WSU Ванкувер. «Ось чому ми зосередилися на трафаретному друку: він простий у використанні. Він має просте налаштування та підходить для масового виробництва».

Поточне комерційне виробництво переносної електроніки вимагає дорогих процесів із залученням чистих приміщень. Хоча деякі частини процесу використовують трафаретний друк, цей новий метод повністю покладається на трафаретний друк, що має переваги для виробників і, зрештою, споживачів.

У дослідженні, опублікованому в журналі ACS Applied Materials and Interfaces, Кім і його колеги детально описують процес трафаретного друку електродів і демонструють, як отримані електроди можна використовувати для моніторингу електрокардіограми, також відомого як ЕКГ.Вони використовували багатоетапний процес для нанесення полімерних і металевих чорнил для створення змієподібних структур електрода. Хоча отриманий тонкий візерунок здається делікатним, електроди не є крихкими. Дослідження показало, що їх можна розтягнути на 30% і зігнути на 180 градусів.

Кілька електродів друкуються на попередньо обробленому предметному склі, що дозволяє їх легко відшаровувати та переносити на тканину чи інший матеріал. Після друку електродів дослідники перенесли їх на клейку тканину, яку потім волонтери надягали прямо на шкіру. Бездротові електроди точно записували частоту серцевих скорочень і дихання, надсилаючи дані на мобільний телефон. Незважаючи на те, що це дослідження було зосереджено на моніторингу ЕКГ, процес трафаретного друку можна використовувати для створення електродів для різних цілей, у тому числі тих, які виконують функції, аналогічні розумним годинникам або фітнес-трекерам, сказав Кім.

Зараз лабораторія Кіма працює над розширенням цієї технології для друку різних електродів, а також цілих електронних мікросхем і навіть, можливо, цілих друкованих плат. Окрім Кіма, співавторами дослідження є дослідники з Технологічного інституту Джорджії та Національного університету Пукйонг у Південній Кореї, а також інші співробітники WSU Ванкувер.