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Le métal liquide Jet d'encre-Imprimé a pu apporter la technologie portable, robotique douce

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La nouvelle recherche montre comment la technologie de jet d'encre-impression peut être employée pour produire les circuits électroniques faits d'alliages de liquide-métal pour « les robots mous » et l'électronique flexible.

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Les technologies élastiques pourraient rendre une nouvelle classe possible des robots flexibles et des vêtements étirables que les gens pourraient utiliser pour agir l'un sur l'autre avec des ordinateurs ou pour des buts thérapeutiques. Cependant, de nouvelles techniques de fabrication doivent être développées avant que les machines molles deviennent commercialement faisables, ont dit Rebecca Kramer, un assistant de la construction mécanique à l'université de Purdue.

« Nous voulons créer l'électronique étirable qui pourrait être compatible avec les machines molles, telles que les robots qui doivent serrer par les petits espaces, ou les technologies portables qui ne sont pas restrictives du mouvement, » elle a dit. Les « conducteurs faits à partir du métal liquide peuvent s'étendre et déformer sans se casser. »

Une nouvelle approche potentielle de fabrication se concentre sur armer l'impression de jet d'encre pour créer des dispositifs faits d'alliages liquides.

« Ce processus nous permet maintenant d'imprimer flexible et les chefs d'orchestre étirables sur n'importe quoi, y compris les matériaux élastiques et les tissus, » Kramer ont dit.

Des travaux de recherche au sujet de la méthode apparaîtront le 18 avril dans les matériaux avancés de journal. Le papier présente généralement la méthode, appelée les nanoparticles mécaniquement agglomérés de gallium-indium, et décrit la recherche amenant au projet. Il a été écrit par le chercheur post-doctoral John William Boley, blanc d'Edouard L. d'étudiant de troisième cycle et le Kramer.

Une encre imprimable est faite en dispersant le métal liquide dans un dissolvant non métallique utilisant l'ultrason, qui divise vers le haut le métal liquide en bloc en nanoparticles. Cette encre nanoparticle-remplie est compatible avec l'impression de jet d'encre.

« Le métal liquide sous sa forme indigène n'est pas jet d'encre-capable, » Kramer a indiqué. « Ainsi ce que nous faisons est créent les nanoparticles liquides en métal qui sont assez petits pour passer par un bec de jet d'encre. La sonication du métal liquide dans un dissolvant de porteur, tel que l'éthanol, crée les nanoparticles et les disperse dans le dissolvant. Alors nous pouvons imprimer l'encre sur n'importe quel substrat. L'éthanol s'évapore loin ainsi nous sommes juste laissés avec les nanoparticles liquides en métal sur une surface. »

Après l'impression, les nanoparticles doivent être rejoints en appliquant la pression légère, qui rend le matériel conducteur. Cette étape est nécessaire parce que les nanoparticles de liquide-métal sont au commencement enduits du gallium oxydé, qui agit en tant que peau qui empêche la conductivité électrique.

« Mais c'est une peau fragile, ainsi quand vous appliquez la pression qu'elle casse la peau et tout fusionne dans un film uniforme, » Kramer a indiqué. « Nous pouvons faire le ce par l'estampillage ou en traînant quelque chose à travers la surface, telle que le bord pointu d'un bout de silicium. »

L'approche permet pour choisir quelles parties à activer selon des conceptions particulières, suggérant qu'un film blanc pourrait être manufacturé pour une multitude d'applications potentielles.

« Nous activons sélectivement quelle électronique nous voulons allumer en s'appliquant la pression juste à ces secteurs, » avons dit Kramer, que cette année a été attribué à une première récompense de développement de la vie professionnelle du National Science Foundation, qui soutient la recherche pour déterminer comment au meilleur développez l'encre de liquide-métal.

Le processus a pu permettre pour produire rapidement de grandes quantités du film.

La future recherche explorera comment l'interaction entre l'encre et la surface étant imprimées dessus pourrait favoriser la production des types spécifiques de dispositifs.

« Par exemple, comment les nanoparticles s'orientent-ils sur hydrophobe contre les surfaces hydrophiles ? Comment pouvons nous formuler l'encre et exploiter son interaction avec une surface pour permettre l'individu-ensemble des particules ? » elle a dit.

Les chercheurs étudieront et également modèleront comment les différentes particules se rompent quand la pression est appliquée, fournissant les informations qui pourraient permettre la fabrication des traces ultra-minces et des nouveaux types de sondes.