Новая технология производства использует процесс, аналогичный печати в газетах, для формирования более гладких и гибких металлов для изготовления сверхбыстрых электронных устройств.
Низкозатратный процесс, разработанный исследователями Университета Пердью, объединяет инструменты, которые уже используются в промышленности для производства металлов в больших масштабах, но использует скорость и точность печати газетной бумаги «roll-to-roll», чтобы пару препятствий для изготовления более быстрой электроники.
Мобильные телефоны, ноутбуки, планшеты и многая другая электроника полагаются на свои внутренние металлические схемы для обработки информации на высокой скорости. Согласно современным технологиям изготовления металлов эти схемы создаются наподобие распыления граффити на стенах: тонкий "дождь" из жидких металлических капель проходит через трафарет по форме нужного контура.
Новый метод производства - рулонная технология, обеспечивающая сверхпластичность, печатает металлы в наномасштабе, необходимым для создания сверхбыстрых электронных устройств.
«К сожалению, эта технология изготовления создает металлические цепи с шероховатыми поверхностями, заставляя наши электронные устройства нагреваться и быстрее разряжать батареи», - сказал Рамзес Мартинес, доцент по промышленному проектированию и биомедицинской технике.
Будущие сверхбыстрые устройства также потребуют гораздо меньших металлических компонентов, что требует более высокого разрешения, чтобы сделать их в этих нано размерах.
«Формирование металлов со все более маленькими формами требует пресс-форм с более высоким разрешением, пока вы не достигнете наномасштаба», - сказал Мартинес. «Внедрение новейших достижений в области нанотехнологий требует от нас моделировать размеры металлов, размеры которых, еще меньше чем зерна, из которых они сделаны».
Этот так называемый «предел формы» препятствует способности производить материалы с наноразмерным разрешением на высокой скорости.
Исследователи Purdue рассмотрели обе эти проблемы - шероховатость и низкое разрешение - с помощью нового крупномасштабного метода изготовления, который позволяет формировать гладкие металлические схемы в наномасштабе с использованием обычных лазеров на диоксиде углерода, которые уже являются распространенными в промышленной резке и гравировки.
«Печать крошечных металлических компонентов, как газет, делает их очень гладкими, что позволяет электрическому току двигаться лучше с меньшим риском перегрева», - сказал Мартинес.
Метод изготовления, называемый лазерной рулонной сверхпластикой, использует штамповку подобную той, которая используется для печати газет на высокой скорости. Этот метод способен на короткое время побуждать «сверхэластичное» поведение у различных металлов путем применения высокоэнергетических лазерных снимков, которые позволяют металу течь в наноразмерные формы штампа прокатки.
«В будущем производство устройств, использующих нашу рулонную технологию, позволит создавать сенсорные экраны, покрытые наноструктурами, способными взаимодействовать со светом и генерируя 3D-изображения, а также экономически выгодное изготовление более чувствительных биосенсоров", - сказал Мартинес.
