Американские исследователи разработали новый метод создания гибкой носимой электроники. Для этого они соединяют жесткие компоненты микросхемы эластичными и электропроводными полимерными соединениями, печатаемыми с помощью 3D-принтера. Инженеры продемонстрировали как сам процесс печати, так и работу нескольких устройств, созданных таким методом. Статья, посвященная разработке, опубликована в журнале Advanced Materials.

Практически все серийно выпускаемые электронные устройства сделаны из жестких материалов, в том числе и носимые устройства. Но, поскольку люди постоянно двигаются, было бы гораздо удобнее, если и электроника будет гнуться и растягиваться как одежда. Многие передовые компании и институты уже представили свои разработки в этой области, например, эластичные интерфейсы, аккумуляторы и даже дисплеи. Но практически все такие технологии подразумевают использование сложных технологических процессов и дорогого оборудования.

Alexander D. Valentine et al. / Advanced Materials, 2017

Американские инженеры решили упростить создание таких устройств, и адаптировали эту технологию для 3D-печати. Предложенная ими схема довольно проста. Сначала создается подложка из термопластичного полиуретана — эластичного и прозрачного полимера. На нее размещают и приклеивают небольшие электронные компоненты, которые пока сложно делать гибкими, например, микропроцессоры. Затем между этими компонентами печатаются соединения, которые в основном тоже состоят из термопластичного полиуретана, но с добавлением серебряных хлопьев размером около двух микрометров. За счет этого полимер остается эластичным, но в то же время становится электропроводящим, при этом величина проходящего через него тока зависит от растяжения.

Схема метода. Alexander D. Valentine et al. / Advanced Materials, 2017

На основе этого свойства инженеры создали несколько устройств, в частности, датчик растяжения, который закрепляется на локте. Также они создали стельку, которая за счет измерения изменения тока создает тепловую карту давления стопы на ботинок.

Недавно исследователи из Университета Миннесоты продемонстрировали похожую технологию. Они смогли напечатать из эластичного полимера датчик давления. Также исследователи заявляют, что с помощью такого метода электронику можно будет печатать прямо на коже, но экспериментально пока не проверили такую возможность.

Автор: Григорий Копиев