Исследователи успешно интегрировали электронные схемы в текстиль и ткань

Ученые добились успешной интеграции растягиваемых, моющихся и дышащих электронных схем в ткань. Это достижение открывает путь для инновационных вероятностей в области пригодной для носки электроники и умного текстиля. Цепи были разработаны с использованием безопасных, недорогих и экологически чистых чернил, и они были напечатаны с использованием традиционных методов струйной печати. ​​

Типовая схема, напечатанная на ткани. КРЕДИТ: Феличе Торриси.

Кембриджский университет работал с сотрудниками из Италии и Китая, чтобы показать, как графен (двумерная форма углерода) может быть напечатан непосредственно на ткани для разработки интегрированных электронных схем, которые можно удобно носить и с возможностью выдерживать почти 20 циклов в обычной стиральной машине.

Инновационные тканевые электронные устройства разработаны с помощью устойчивой, недорогой и масштабируемой струйной печати чернил, образованных из графена и подобных двухмерных материалов. Для разработки этих устройств принимаются стандартные методы обработки. Результаты исследования были опубликованы в документе, опубликованном в журнале 19459019

Исследователи использовали предварительные исследования по синтезу чернил графена для печатной электроники для разработки чернил с низкой температурой кипения, которые были напечатаны непосредственно на полиэфирной ткани. Кроме того, они также обнаружили, что изменения шероховатости ткани повышают производительность печатных устройств. Адаптивность этого метода позволила команде разработать единые транзисторы, а также всепечатные интегрированные электронные схемы, объединяющие пассивные и активные компоненты.

Большинство доступных на рынке электронных устройств, доступных на рынке в настоящее время, зависят от жестких электронных компонентов, интегрированных с резиной, пластмассой или текстилем. Во многих случаях такие устройства имеют ограниченную совместимость с кожей, не удобны для ношения, поскольку они не дышат, и могут быть повреждены во время стирки.

«. Другие чернила для печатной электроники обычно требуют токсичных растворителей и не подходят для ношения, тогда как наши чернила являются дешевыми, безопасными и экологически чистыми, и их можно комбинировать для создания электронных схем, просто распечатав разные два -мерные материалы на ткани – заявил доктор Феличе Торризи из Центра Кембриджского Графена, который является старшим автором статьи.

Цифровая текстильная печать в течение многих десятилетий печатала простые красители на текстиле, но наш результат впервые демонстрирует, что такая технология также может использоваться для печати всех электронных интегральных схем на текстильных изделиях Несмотря на то, что мы продемонстрировали очень простые интегральные схемы, наш процесс является масштабируемым, и нет никаких фундаментальных препятствий для технологической разработки носимых электронных устройств с точки зрения их сложности и производительности .

Профессор Роман Сордан из Politecnico di Milano, соавтор статьи

« Печатные компоненты гибкие, моющиеся и требуют малой мощности, существенные требования к приложениям в пригодной для носки электронике », – заявил Тьянь Кэри, студент-кандидат и первый автор статьи.

Исследование прокладывает путь для многочисленных коммерческих вероятностей для двумерных чернил материала, таких как носимые вычисления и мода, личное здоровье и технологии благополучия, военная одежда, сберегаемая энергия сбора и хранения энергии.

Поворот текстильных волокон в функциональные электронные компоненты может открыть совершенно новый набор приложений от здравоохранения и благополучия к Интернету Things t способствующий нанотехнологии, в будущем наша одежда может включать эти текстильные электроники, такие как дисплеи или датчики, и становятся интерактивными .

Д-р Феличе Торризи из Центра Кембриджа Графена

. Основное внимание уделяется использованию чернил graphene и других связанных 2D-материалов (GRM) для разработки электронных устройств и компонентов, объединенных в инновационный текстиль и ткани в индустрии интеллектуальных текстильных изделий. Команды из Кембриджского Графенского центра и Политехнического университета Милана также являются частью флагмана Графен, финансируемого ЕС, общеевропейского проекта, направленного на обеспечение коммерческих перспектив технологий графена и GRM.

Гранты от флагмана Графен, грант «Синергия» Европейского исследовательского совета, Совет по исследованиям в области исследований в области инженерии и физических наук, «Ньютон Траст», Международное научное содружество Национального фонда естественных наук Китая и Министерство науки и технологии Китая поддержал исследование. Кембриджское предприятие, подразделение по коммерциализации университета, занимается коммерциализацией технологии.

Source link