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美國空軍在3D打印柔性電子方麵的研究進展

星之球激光 來源:天工社2015-08-21 我要評論(0 )   

在正在舉(ju) 行的2015年美國化學學會(hui) 會(hui) 議上,Benjamin Lever博士介紹了Wright-Patterson空軍(jun) 基地的美國空軍(jun) 研究實驗室在柔性電子領域


在正在舉(ju) 行的2015年美國化學學會(hui) 會(hui) 議上,Benjamin Lever博士介紹了Wright-Patterson空軍(jun) 基地的美國空軍(jun) 研究實驗室在柔性電子領域正在進行的研究。該機構所追求的目標是:可以將柔性半導體(ti) 直接打印在基板上,例如帶有厚度不超過幾納米的精巧結構的柔性聚合物基塑料。這些器件的任何位置都將具有30%(相當於(yu) 人的皮膚)至100%(意味著它們(men) 可以折疊)的拉伸極限。

“簡單地說,這種高性能柔性電子器件可以是半導體(ti) 的,可以做得非常薄,隻有幾納米厚,這使它高度柔軟,在與(yu) 其他部件如電池、傳(chuan) 感器或者3D打印的連接件結合之後,可以被安裝到一個(ge) 非傳(chuan) 統的基板上。它也可能是一種可拉伸或者適形的塑料。”

對於(yu) 這種柔性電子器件,Benjamin Lever博士感興(xing) 趣的一個(ge) 應用是它可以像繃帶那樣綁在空軍(jun) 飛行員的肩上,以收集他們(men) 的身體(ti) 狀況信息,判斷他們(men) 的疲勞程度。當然這種類型的裝備也並不限於(yu) 軍(jun) 事應用,在普通的醫療或者消費應用中也很有用。

 

另外一個(ge) 讓人感興(xing) 趣的應用領域是根據飛機機翼的形狀,或者飛機內(nei) 部的空間特點製造出適形的混合柔性電子設備。能夠以最小厚度3D打印這樣設備的能力將使它們(men) 能夠被安裝到機翼上而不產(chan) 生額外的阻力,或者避免不得不在設計時改變機翼的形狀,這將導致飛機性能的下降。這些設備可用於(yu) 製造天線或其它容易加裝到飛機上的通信設備,而且它將會(hui) 很容易拆卸、更換或改變位置。

可以想象得到,電子設備在極端條件下的生存能力對於(yu) 空軍(jun) 執行常規和特殊任務十分重要。新一代軟電子設備的創造可以延長那些經常暴露於(yu) 高振動、極端溫度條件下的關(guan) 鍵設備的壽命,特別是能夠保證飛機上武器係統的穩定性。

目前,幫助實現3D打印柔性電子的一個(ge) 關(guan) 鍵技術創新來自於(yu) 镓液態金屬合金的使用,這是北卡羅來納州立大學的Michael Dickie開發的。這些合金以類似液態汞的方式工作,它們(men) 很容易聚集在一起。一般來說電子器件上使用的電線往往會(hui) 限製它們(men) 的柔性,因為(wei) 這些電線往往會(hui) 在應力作用下斷裂。而使用液體(ti) 镓製造的“電線”則可以取代固體(ti) 金屬配線,因為(wei) 它可以隨著不斷變化的表麵而進行相應的變化,並且保證電路的暢通。

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