טכנולוגיות אלקטרוניקה בצביעה תאפשרו גאדג'טים זולים יותר

חוקרים מהמחלקה להנדסת חומרים באוניברסיטת מישיגן גילו שיטה חדשה ליצור אלקטרוניקה מבוססת צביעה על פלסטיק שיכולה לשמש להוזלת מוצרי האלקטרוניקה ולפיתוח מוצרים ידידותיים יותר לסביבה.

שבב רגיל – מודפס. לפי חוקרים באוניברסיטת מישיגן ימיו ספורים.

מרבית החומרים המוליכים למחצה המשמשים בלאקטרוניקה הם חומרים אי-אורגניים, כלומר שאינם מבוססים על פחמן, אלא על חומרים אחרים כגון סיליקון או נחושת. בעוד המוליכים למחצה האי-אורגניים עושים עבודה לא רעה של הפצת המתח החשמלי בתוך מוצר אלקטרוני, הם יקרים, וקשים לייצור ללא ציוד מיוחד.

החוקרים ממישיגן החלו להשתמש במוליכים למחצה עשויים מחומרים וארגניים ופלסטיק ניתנים להכנה באמצעות ציוד מעבדתי פשוט. ואולם המדענים גילו כי הם לא יעילים בהעברת המטען החשמלי ברחבי מכשיר אלקטרוני כמו אחיהם האי-אורגניים, או לפחות זה היה המצב עד לאחרונה.

הפולימרים המוליכים למחצה ה'נצבעים' יכולים להמרח במברשת על פני שטח כדי ליצור שכבה דקה המסוגלת לשאת מטען חשמלי בלא הפרעות.

"זו פריצת דרך גדולה" אומר ג'ינסאנג קים, פרופ' למדעי החומרים והנדסה באוניברסיטת מישיגן. "זו הפעם הראשונה שבה שכבה קטנה, מוליכה, מאפשרת אלקטרוניקת פלסטיק ישירות על ההתקן."

ההחלטה ליצור תמיסת פולימר נוזלית הולידה לכמה הזדמנויות מעניינות לחדשנות בידי קים ועמיתיו החוקרים. הם תכננו את הפולימר כך שיהיה חלק, וזאת מכיוון שבדרך כלל פולימרים רגילים נדבקים זה לזה כמו אטריות שנותרו במקרר."

באמצעות בחירת פולימר עם טוויסט טבעי, הצליח הצוות לשמור על הפולימר מפני הידבקות בתוך התמיסה. כך מצאו החוקרים דרך לשמור על קשר כלשהו בין חלקי הפולימר כדי להשאיר דרך מעבר חופשית לאנרגיה לחלוף דרך המוליך למחצה. כדי להשיג זאת הם תכננו אותו כך שהוא ישתחרר ברגע שהממיס מתאדה.

בנוסף החוקרים הוסיפו זרועות גמישות לצידי הפולימר דמוי החוטים. הזרועות סיעו לכל פולימר לדחוף את שכניו הלאה ולהשאר מבודדים בתוך התמיסה. כאשר הועברה מברשת לאורך התמסיה, הפולימרים התיישרו עם כיוון הפעלת הכוח. לאחר שצבעו את הפולימרים על משטח פלסטיק, המדענים גם הכניסו את המוליך למחצה ה'צבוע' לתוך טרנזיסטור פשוט, כמו אלו המשמשים לבניית מעבדי מחשב, והמכשיר עבד.

"באמצעות שילוב עקרונות התכנון המולקולריים עם פולימר שיש לו יכולת הובלה טובה של זרם חשמלי, אנו מאמינים כי הדבר יהווה שינוי גדול באלקטרוניקה האורגנית". אמר קים. קים גם מאמים כי משטחי המוליכים למחמצה יהיו שימושיים לבניית מוצרי אלקטרוניקה כגון אלו הנמצאים בצגי LED או הציפוי בולע האור של תאי שמש."

להודעה של החוקרים ותמונות

{loadposition content-related}