登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《金属印刷提供低成本的方式来制造柔性，可拉伸的电子器件》

  • 来源专题：集成电路
  • 编译者： Lightfeng
  • 发布时间：2018-01-01

  • 北卡罗来纳州立大学的研究人员已经开发出一种直接打印金属电路的新技术，从而创造出灵活，可伸缩的电子元件。该技术可以使用多种金属和基材，并与采用直接印刷技术的现有制造系统兼容。

    北卡罗来纳州的爱德华·菲茨工业与系统工程系的副教授兼通讯作者Jingyan Dong 说：“柔性电子等多方面用途的承诺，但存在明显的制造成本，提出了挑战，使他们在商业应用的现实”。

    董先生说：“我们的方法应该能够降低成本，并提供高分辨率电路的高效生产方式，使其可以用于商业设备的整合。而且我们已经展示了我们方法的弹性和功能性，我们愿意与行业部门合作，在制造可穿戴传感器或其他电子设备方面实施这项技术。”

50浏览量
原文链接
相关报告

  • 《基于液态金属的可拉伸电子器件》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：shenxiang
    • 发布时间：2021-03-25
    • 可伸缩电子产品广泛应用于各种应用领域，如可穿戴电子产品、皮肤电子产品、软机器人和生物电子产品。传统使用弹性薄膜构建的可伸缩电子设备缺乏渗透性，这不仅会影响穿戴舒适性，长期佩戴后会引起皮肤炎症，而且限制了设备在垂直方向上的集成设计尺寸。 2021年2月18日，香港理工大学郑子剑教授团队报道了一种可拉伸的导体，它是通过简单地将液态金属涂覆或印刷在静电纺丝弹性体纤维垫上而制成的，并把这种可拉伸的导体称为“液态金属纤维垫”（LMFM）。液态金属悬挂在弹性纤维之间，自组织成横向网状和垂直弯曲的结构，同时提供高渗透性、延展性、导电性和电气稳定性。LMFM对空气、水分和液体具有良好的渗透性，并在10000次拉伸试验中保持超弹性（超过1800%应变）和超高导电性（高达1800000 S m−1）。体内和体外生物相容性试验表明，LMFM直接应用于皮肤具有良好的生物相容性。研究人员展示了用LMFMs制造和封装多种可渗透可拉伸电子器件的简易方法，该LMFM具有心电图（ECG）传感器、汗液传感器和垂直堆叠的加热器。 LMFMs通过三个简单步骤制备：（1）静电纺丝超弹性纤维毡，（2）在可拉伸毡上涂覆液态金属，（3）通过预拉伸激活渗透性。作为概念验证，选择了聚苯乙烯-嵌段-丁二烯-嵌段-苯乙烯（SBS）和共晶镓-铟合金（EGaIn）作为弹性体和液态金属。制作了一个具有320μm厚SBS衬垫和0.8 EGaIn-SBS质量载荷的LMFM样品。SBS微纤维的平均直径为2.7μm（图1b），SBS毡的断裂应变为2300%（图1e）。这种新制备的涂覆EGaIn的SBS毡呈现出有光泽的金属样表面，透气性很小（图1c）。为了激活渗透性，将衬底反复拉伸至1800%的应变，循环12次，在此过程中，闪亮的表面变得暗淡，平面EGaIn转变为悬浮在SBS微纤维之间的网格状多孔结构（图1d）。 图1 渗透性和超弹性的LMFM的典型制作过程示意图 LMFMs是一种新型的可拉伸导体，可以通过在弹性静电纺丝纤维毡上涂覆或印刷液态金属来制备。通过简单的预拉伸过程，液态金属会自组织成横向多孔且垂直弯曲的网状物，该网状物悬挂在弹性纤维之间。与其他基于液态金属的最新可拉伸导体相比，LMFMs是迄今为止唯一能够同时实现超高导电性、超高Q值、超高应变、高生物相容性和高渗透性的材料策略。展示了一种概念验证的三层整体可伸缩电子垫，具有独特的渗透性和全超弹性的优势。原则上，可以通过增加设备层的数量来实现更多的功能。研究人员展望，LMFMs将成为一个通用和用户友好的平台，用于制造集成密度高、多功能和长期耐磨的单片可拉伸电子产品。 该研究成果于2021年2月18日发表在《Nature Materials》, 题目：“Permeable superelastic liquid-metal fibre mat enables biocompatible and monolithic stretchable electronics”。 《Nature Materials》在同一天也刊登发表了耶鲁大学Rebecca Kramer-Bottiglio课题组利用液态金属（EGaIn合金）网络实现高导电性、超可拉伸性和机械稳定性电子产品的研究报道。与以前将不同的金属颗粒混合到液态金属中的工作不同，该工作在原位形成固态氧化镓颗粒。其研究表明，当液态金属纳米颗粒被加热到900°C时，由于氧化和相分离，在表面形成一层固体薄膜；同时，下面的液态金属颗粒破裂并合并成一个液体网络。这形成一个高导电性（2.06×106 S m–1）薄膜，然后可以转移到软弹性体上。这种混合物还润湿了电子元件，克服了液态金属通常难以与其他表面接触的难题。 该研究成果于2021年2月18日发表在《Nature Materials》 , 题目：“Highly stretchable multilayer electronic circuits using biphasic gallium-indium”。
    81浏览量
    原文链接

  • 《本征柔性电子学领域发展态势报告》
    • 编译者：吴鸣、于宸、石立杰、李泽路、肖甲宏
    • 发布时间：2024-06-17
    • 柔性电子材料与器件是近年来涌现的一项新的变革性技术，是将电子材料与器件沉积在柔性基板上，从而赋予传统电子材料与器件没有的可印刷、可折叠、可拉伸等新颖性，包含当前科学研究和产业都高度关注的柔性显示与照明、传感探测、光伏储能、逻辑存储、电子电路、可穿戴设备等，其应用几乎涉及信息、能源各个领域, 如健康医疗、航空航天、国防安全、人工智能及物联网等。柔性电子材料与器件的研究是代表性的新型前沿交叉学科, 涵盖近年来快速发展的分子电子学、有机电子学、塑料电子学、生物电子学、纳米电子学、印刷电子学等新领域, 涉及到化学、物理、材料、生物、半导体、微电子、机械等多个基础学科协同研究。 根据市场研究公司 Precedence Research 发布的《柔性电子市场规模调研报告》（《Flexible Electronics Market Size to Hit USD 61 Bn by 2030》）统计显示，全球柔性电子市场规模将呈现逐年增长的态势，预计到 2030 年，全球柔性电子的市场规模将从 2021 年的 294 亿美元增长到 610 亿美元，在预测期内的复合增长率为 8.5%。作为一项新兴的电子技术，柔性电子较传统电子具备更大的灵活些、柔软性以及延展性，结合其高效低成本的制造工艺，在医疗、信息、能源、国防等领域中有着广泛的应用需求。此外，随着与人工智能、物联网等新技术的不断融合发展，也将会进一步拓宽柔性电子的应用领域范围，从而带动市场增长。 本文对全球本征柔性聚合物电子材料和器件的核心期刊论文发表概况进行了分析，内容包括论文发表趋势、主要国家分布及合作、主要研究机构及合作、研究领域热点主题分布、高被引论文，以及研究领域人员及主题变化，旨在从客观数据视角，为我国本征柔性电子领域研究者提供可借鉴的参考依据。 本文对全球柔性有机聚合物电子材料和器件的专利申请概况进行了分析，内容包括专利申请趋势、主要国家/地区分布、主要专利权人、专利技术和主题分布，以及专利法律状态等，希望以专利申请客观数据的视角，折射出产业层面技术研发总体态势。
    99浏览量
    原文链接