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Os investigadores do MIT desenvolvem o processo de impressão para etiquetas eletrônicas

Imagine ser capaz de ler dados eletrônicos em tempo real em um rótulo. Por exemplo, seu barista poderia imprimir uma etiqueta para que você saber exatamente como seu café é quente como o tempo passa. Etiquetas eletrônicas podem ser útil em um número de aplicações. Esta tecnologia poderia também possibilitam impressão eletrônicas superfícies para uma ampla gama de funções.

Pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology desenvolveram um processo de impressão para transistores que podem fazer etiquetas eletrônicas e superfícies similares uma realidade de baixo custo.

"Há uma enorme necessidade de impressão de dispositivos eletrônicos que são extremamente baratos, mas fornecer cálculos simples e funções interactivas," diz A. John Hart, professor de associado a Mitsui desenvolvimento de carreira em tecnologia contemporânea e engenharia no MIT.

"Nosso novo processo de impressão é uma tecnologia que permite para a eletrônica de alta performance, totalmente impressa, incluindo transistores, superfícies opticamente funcionais e sensores ubíquos".

Impressão eletrônica não é um conceito novo. Jato de tinta e borracha carimbo técnicas têm sido utilizados com resultados sem brio. De acordo com o papel dos pesquisadores, publicado recentemente na revistaAvanços da ciência, essas técnicas são difíceis de controlar em escalas pequenas e tendem a produzir padrões de toque de café no quais derrames de tinta sobre as fronteiras. Impressões de desiguais também podem levar a circuitos incompletos.

A técnica de traçado emAvanços da ciênciaenvolve o design dos selos nanoporous – um tipo de selo que é esponjosa que borracha e sobre o tamanho de uma unha do dedinho. Estes selos apresentam padrões inferiores à largura de um cabelo humano.

A porosidade destes selos permite uma solução de nanopartículas, um tipo de tinta, a fluir uniformemente através do carimbo e sobre a superfície desejada. Isto permite uma resolução mais alta do que a impressão do selo de borracha.

Nanotubos de carbono são usados para o selo. Estes são fortes, microscópicas folhas de átomos de carbono dispostos em cilindros.

"É um pouco por acaso que a solução para impressão de alta resolução da eletrônica aproveita a nossa experiência em fazer nanotubos de carbono por muitos anos", diz Hart.

"As florestas de nanotubos de carbono podem transferir a tinta sobre uma superfície como números maciços de penas pequena caneta."

Para fazer os selos, os pesquisadores usados anteriormente desenvolveram técnicas para crescer os nanotubos de carbono em uma superfície de silício em vários padrões, incluindo favos de mel e formas de flores. Esses nanotubos foram revestidos com um fino polímero para garantir a tinta iria penetrar as estruturas do nanotubo e que os nanotubos não encolhem depois que a tinta estava carimbada. Eles então infundido o selo com um pequeno volume de tinta eletrônica, composta por nanopartículas como pontos quânticos de prata, óxido de zinco ou semicondutor.

O componente crítico para estes padrões precisos, de alta resolução de impressão é na quantidade de pressão aplicada para carimbar a tinta. Essa pressão precisa foi determinada por um modelo para prever a quantidade de força necessária para carimbar uma camada uniforme de tinta sobre um substrato. Uma máquina de impressão de um rolo motorizado foi construída para o processo. Os pesquisadores fixo cada carimbo em uma plataforma que está ligado a uma mola, e usaram isso para controlar a força usada para pressionar o carimbo contra o substrato.

"Isso seria um processo industrial contínuo, onde você teria um carimbo, e um rolo sobre o qual você teria um substrato que você deseja imprimir, como uma bobina de filme plástico ou papel especializado para a eletrônica," diz Hart. "Encontramos, limitado pelo motor que usamos no sistema de impressão, nós poderíamos imprimir em 200 milímetros por segundo, continuamente, que já é competitivo com as taxas de tecnologias de impressão industriais. Isto, combinado com uma melhoria de dez vezes na resolução da impressão que temos demonstrado, é encorajador."


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