La futura elettronica ad alta velocità verrà stampata come i giornali

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I ricercatori della Purdue University hanno sviluppato un nuovo, a basso costo tecnica di produzione ciò potrebbe rendere possibile stampare l'elettronica in modo simile ai giornali.

La tecnica potrebbe essere utilizzata per formare metalli lisci e flessibili che potrebbero migliorare la velocità e la durata della batteria dell'elettronica.

Elimina anche molte barriere di fabbricazione, quindi potrebbe rendere la stampa dell'elettronica un processo molto più veloce.

I telefoni cellulari, i laptop, i tablet e altri dispositivi moderni si affidano a circuiti interni in metallo per elaborare rapidamente le informazioni.

Gli attuali metodi di fabbricazione creano i circuiti mediante “verniciatura a spruzzo” di gocce di metallo liquido attraverso una maschera per stencil.

"Sfortunatamente, questa tecnica di fabbricazione genera circuiti metallici con superfici ruvide, facendo sì che i nostri dispositivi elettronici si riscaldino e scarichino le batterie più velocemente", Ramses Martinez, un assistente professore di ingegneria industriale e ingegneria biomedica a Purdue e co-autore dello studio, ha detto in una dichiarazione.

Nuovo metodo

La nuova tecnica, denominata superplasticità indotta dal laser roll-to-roll, è modellata sulla stampa di giornali roll-to-roll, che utilizza timbri per stampare rapidamente documenti.

Come la tecnica dei giornali, anche questo metodo di produzione utilizza i francobolli.

I colpi di laser ad anidride carbonica ad alta energia vengono applicati al metallo, che gli consente di diventare superelastico e fluire nelle caratteristiche estremamente piccole di un francobollo.

Immagine: Purdue University / Ramses Martinez

Poiché l'elettronica futura ultraveloce richiede componenti molto piccoli, il timbro è progettato su scala nanometrica.

La tecnica fornisce un metodo economico per fabbricare grandi quantità di nanostrutture metalliche.

"Formare metalli con forme sempre più piccole richiede stampi con una definizione sempre più alta, fino a raggiungere le dimensioni in nanoscala", ha affermato Martinez in una nota.

“L'aggiunta degli ultimi progressi nella nanotecnologia ci impone di modellare i metalli in dimensioni ancora più piccole dei grani di cui sono fatti. È come creare un castello di sabbia più piccolo di un granello di sabbia ".

La nuova tecnica consente ai ricercatori di superare il precedente "limite di formabilità" che rendeva difficile la creazione di materiali con risoluzione su scala nanometrica ad alta velocità.

Inoltre, rende i circuiti metallici molto più fluidi, consentendo in tal modo alle correnti elettriche di viaggiare in modo più efficiente con un minore rischio di surriscaldamento.

Per i produttori, la tecnica può essere facilmente implementata.

"Grazie a questo processo di fabbricazione, molte aziende saranno in grado di incorporare nanostrutture nei loro prodotti per diverse applicazioni solo apportando piccole modifiche alle apparecchiature che già hanno", ha detto Martinez.

Un articolo che descrive lo studio completo è pubblicato sulla rivista Nano Letters.

Qual è il prossimo passo?

La tecnica potrebbe alla fine portare alla creazione di dispositivi touchscreen coperti in nanostrutture in grado di interagire con la luce per creare immagini 3D.

Ma l'obiettivo più immediato è "rendere questo processo di nanoformatura ancora meno costoso e più facilmente disponibile utilizzando diodi laser blu economici", ha affermato Martinez.

"Riducendo il costo del laser richiesto, saremo in grado di rendere questa tecnica di nanopatterning disponibile per un gran numero di utenti e ridurre significativamente i costi di produzione di nanostrutture metalliche con proprietà ottiche esotiche".

Ci vorrà molto tempo prima che questa tecnica abbia un impatto, ma questo è tipico per qualsiasi tecnologia che entra negli ambienti industriali, secondo Martinez.

"Non appena diverse industrie verificheranno l'affidabilità di questa tecnica di nanofabbricazione, vedremo la sua implementazione su scale diverse", ha affermato.

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