徐世垣
印刷電子正在走上第三維,未來,電路板和更多器件不僅可以在薄膜或其他平面載體上印刷,而且還可以打印到三維物體中。
染矢高雄博士在報(bào)告中稱:“利用3D打印技術(shù)打印電子器件是一個(gè)上升的市場,利用3D打印技術(shù)不僅能夠把電子功能打印在復(fù)雜的部件表面,而且也能整合到其內(nèi)部。”
目前,許多行業(yè)也正在逐層建立物體的3D打印系統(tǒng),借助多個(gè)打印頭將不同的塑料或金屬與塑料或陶瓷組合。
目前,德國弗勞恩霍夫制造技術(shù)和應(yīng)用材料研究所的研究人員利用3D打印系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)塑料和導(dǎo)電塑料的共同打印。
分散、個(gè)性化和低成本是3D打印的特性。未來,只需輕觸按鈕,到處都可以打印出零配件。目前,美國Optomec公司受美國航天局NASA的委托,正在研制用于在太空制造電子器件的3D打印機(jī)。
材料硬化
在多種3D打印材料中,材料硬化的現(xiàn)象被視為—種挑戰(zhàn)。具有金屬顆粒的打印漿料需要高溫處理,才能產(chǎn)生電氣性能。針對這個(gè)問題,美國Novacentrix公司研發(fā)了一項(xiàng)解決方案,使脈沖光極其短暫地作用于印刷金屬結(jié)構(gòu)上,這樣即使不耐熱的塑料也不會受到損壞。
本文開頭提到的染矢高雄博士及其團(tuán)隊(duì)研制了一種含有納米銀粒子彈性體構(gòu)成的導(dǎo)電印刷漿料。這種漿料可拉伸5倍,不會失去其電氣性能?;诖隧?xiàng)研究成果,日本研究人員已經(jīng)制成了具有彈性的壓力和溫度傳感器,可將其壓在任意形狀的物體和紡織品上。
傳感器
由法國Insog和英國Flexenable公司提供的超薄、可彎曲的光學(xué)傳感器,可以采集分辨率為500dpi的指紋。它可以整合在智能手機(jī)、開門器和許多其他應(yīng)用上,作為附加的安全功能,傳感器還能識別指紋是否來源于人。
英國Haydale公司制成了一種基于“神奇材料”石墨烯的導(dǎo)電墨水。該公司與德國機(jī)器制造廠以及其他印刷機(jī)制造商合作,研制出了制作生物傳感器的技術(shù),可以用于產(chǎn)生蛋白質(zhì)孔穴的特殊結(jié)構(gòu)的凹印滾筒、柔印機(jī)組和干燥單元。
有機(jī)太陽能電池和智能包裝
除傳感器技術(shù)之外,光伏屬于較早涉及印刷電子的行業(yè)。例如,巴西CSEM公司研制出的透明、可彎曲的有機(jī)太陽能電池,可用于玻璃幕墻和其他部件。
在智能包裝方面,巴斯夫化學(xué)集團(tuán)公司與海德堡創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室共同研制了一種帶有壓阻式傳感器和3個(gè)發(fā)光二極管的標(biāo)簽,施壓后發(fā)光二極管逐個(gè)發(fā)光。
在智能包裝領(lǐng)域,利用印刷和有機(jī)電子產(chǎn)品研發(fā)的交互式標(biāo)簽,可以用作營銷工具,也可以為消費(fèi)者提供獨(dú)特的使用感受。