จอแสดงผลพลาสติก โซลาร์เซลล์ และอุปกรณ์ประเภทอื่นๆ มีความน่าสนใจเนื่องจากความยืดหยุ่นและต้นทุนที่ต่ำ แต่พวกเขาพึ่งพาวัสดุต่างๆ เช่น พอลิเมอร์ อนุภาคนาโน และท่อนาโนคาร์บอน ซึ่งเข้ากันไม่ได้กับกระบวนการผลิตที่ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิกอน ขณะนี้ นักวิจัยได้พัฒนากระบวนการพิมพ์ที่สามารถผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลาสติกจำนวนมากได้พลังดอกไม้. ภาพพิมพ์ดอกไม้นี้สร้างขึ้นด้วยจุดเล็กๆ ของหมึกอิเล็กทรอนิกส์ที่มีท่อนาโนคาร์บอน สิ่งที่ใส่เข้าไปจะแสดงรายละเอียดของภาพแบบขยาย
มหาวิทยาลัย ของอิลลินอยส์, URBANA-CHAMPAIGN
หลายบริษัทกำลังทดลองกับระบบอิงค์เจ็ตเพื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับการพิมพ์ที่ยืดหยุ่น โดยปกติแล้วจะดัดแปลงเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทมาตรฐานเพื่อจ่ายของเหลวที่มีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นประโยชน์ แต่โดยทั่วไปแล้วระบบดังกล่าวสามารถพิมพ์คุณลักษณะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 20 ไมครอนเท่านั้น ซึ่งใหญ่เกินไปสำหรับการใช้งานจำนวนมาก
John Rogers จาก University of Illinois at Urbana-Champaign และเพื่อนร่วมงานของเขาได้คิดค้นกลยุทธ์ทางเลือกที่เรียกว่า electrohydrodynamic หรือ e-jet การพิมพ์ ตรงกันข้ามกับการพิมพ์แบบอิงค์เจ็ตทั่วไป ซึ่งอาศัยความร้อนหรือแรงสั่นสะเทือนในการดันหยดหมึกออกจากหัวฉีด การพิมพ์แบบอิงค์เจ็ทจะใช้สนามไฟฟ้าเพื่อดึงหยดหมึกออกจากปลายหัวฉีด
ระบบประกอบด้วยหัวฉีดแก้วที่เคลือบด้วยชั้นทองบาง ๆ ที่นำไฟฟ้าได้
สารเคลือบจะขยายไปถึงปลายหัวฉีด ซึ่งจะสัมผัสกับหมึกที่ไหลออกมา
นักวิจัยนำหัวฉีดไปใกล้กับพื้นผิวที่พวกเขาต้องการพิมพ์ลวดลาย ในกรณีนี้คือแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนที่วางอยู่บนแผ่นตัวนำ การใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่างหัวฉีดและแผ่นทำให้เกิดสนามไฟฟ้าที่รุนแรงที่ปลายหัวฉีด เมื่อฟิลด์ดึงหมึกออกจากหัวฉีด วงเดือนรูปกรวยจะก่อตัวขึ้นที่ปลายและดึงหยดของเหลวออกมา
ตั้งแต่ดาราศาสตร์ไปจนถึงสัตววิทยา
สมัครรับข้อมูลข่าววิทยาศาสตร์เพื่อสนองความกระหายใคร่รู้ของคุณสำหรับความรู้สากล
ติดตาม
“จากนั้นละอองเหล่านั้นจะเดินทางเหมือนกระสุนลงสู่พื้นผิว” Rogers กล่าว สนามไฟฟ้าจะนำทางหยดน้ำเพื่อให้ไหลลงสู่ใต้หัวฉีดโดยตรง
ทีมงานของรัฐอิลลินอยส์สามารถควบคุมขนาดของหยดน้ำได้โดยการเปลี่ยนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของปลายหัวฉีด นักวิจัยสามารถสร้างหัวฉีดที่มีช่องเปิดแคบถึง 300 นาโนเมตร ซึ่งทำให้เกิดจุดเพียง 250 นาโนเมตร นั่นเป็นคำสั่งของขนาดที่เล็กกว่าหยดที่ผลิตโดยเครื่องพิมพ์ที่มีอยู่ Rogers กล่าว ทีมงานจะอธิบายการวิจัยในNature Materials ที่กำลังจะมี ขึ้น
Paul Calvert นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุจาก University of Massachusetts, Dartmouth กล่าวว่าเทคโนโลยีนี้มีแนวโน้มที่ดี “ผมไม่ทราบว่ามีใครอีกบ้างที่ประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาแบบนี้” เขากล่าวเสริม
Rogers และเพื่อนร่วมงานของเขาแสดงให้เห็นว่าเครื่องพิมพ์ e-jet ของพวกเขาใช้งานได้กับหมึกหลากหลายประเภทที่มีโพลิเมอร์ตัวนำไฟฟ้าหรือไวแสง อนุภาคนาโนของซิลิคอนหรือแท่งนาโน หรือท่อนาโนคาร์บอน
ในการสร้างลวดลายบนพื้นผิว แผ่นใต้เวเฟอร์ซิลิคอนจะถูกติดตั้งบนแท่นกลไกที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ ขั้นตอนจะย้ายพื้นผิวการพิมพ์ในแนวนอนในขณะที่หัวฉีดยังคงอยู่ ทีมของ Rogers พิมพ์ข้อความและภาพวาดต่างๆ รวมถึงภาพดอกไม้และภาพเหมือนของ Hypatia นักปราชญ์ชาวกรีกโบราณ ในขั้นตอนเบื้องต้นในการสร้างทรานซิสเตอร์ที่ใช้งานได้และอุปกรณ์อื่นๆ นักวิจัยได้ใช้เทคนิคนี้ในการพิมพ์รูปแบบต่างๆ ของโครงสร้างอิเล็กโทรด
ขั้นตอนต่อไปคือการเพิ่มความเร็วของเครื่องพิมพ์ e-jet ด้วยการใช้หัวฉีดนับร้อย ทีมงานในรัฐอิลลินอยส์กำลังทำงานร่วมกับหลายบริษัท รวมถึง Dow Corning และ Ford เพื่อพิมพ์แผงโซลาร์เซลล์และระบบแสงสว่างตามลำดับ
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
