Inteligentna odzież, z wbudowanymi w tkaniny elastycznymi układami elektronicznymi to wizja nie tylko z filmów science-fiction. Nad technologiami mogącymi wprowadzić ją w życie, pracują naukowcy w co najmniej kilku ośrodkach. Jednym z nich jest Uniwersytet Stanforda ze Stanów Zjednoczonych, którego naukowcy ogłosili właśnie, że dokonali sporego przełomu. Udało im się opracować technikę produkcji elastycznych, tranzystorów o długości mniejszej niż 100 nanometrów.
Cienkie i elastyczne obwody elektroniczne, o odpowiednio wysokim stopniu miniaturyzacji są na celowniku naukowców od lat. Dotychczas jednak elementem, którego nie potrafiono przeskoczyć była kwestia wytrzymałości elastycznych podkładów. Tworzenie odpowiednio małych układów wymaga odpowiednio wysokich temperatur, których stosowane do tego materiały nie wytrzymują.
Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda doszli do wniosku, że z fizyką nie ma co walczyć i postanowili zastosować manewr wymijający. Technika, którą opracowali, ma trochę wspólnych cech z... tatuażami dla dzieci, przenoszonymi na skórę przy pomocy wody. Dzięki temu do stworzenia samych układów mogą stosować temperatury znacznie wyższe niż wcześniej.
Kluczem do sukcesu okazało się podzielenie całego procesu na etapy i opracowanie prostego procesu przenoszenia wytworzonych układów na plastikowe podłoże dopiero na samym końcu. W pierwszym etapie zastosowano twardą płytkę krzemową, na którą nanoszona jest jednoatomowa warstwa dwusiarczku molibdenu pokrytych elektrodami złota, również w nanoskali.
To umożliwia osiąganie rozdzielczości nieosiągalnych przy pracy bezpośrednio na elastycznych materiałach. Naukowcy poinformowali, że do stworzenia takiego układu potrzebna jest temperatura rzędu 850°C, podczas gdy poliimidy stosowane do tego celu wytrzymują do 360°C.
Po stworzeniu 3 atomowej warstwy układ trafia do „kąpieli” w zdejonizowanej wodzie, gdzie odkleja się od krzemu i zostaje naniesiony na poliimid. Takich cykli musi być kilka, w czasie prób okazało się bowiem, że przenoszenie warstwami daje lepsze rezultaty, niż budowa gotowego układu od razu na krzemie. W efekcie powstaje układ elektroniczny, którego grubość razem z podłożem wynosi zaledwie 5 mikronów (10x cieńszy od ludzkiego włosa).
Tak stworzona elektronika jest według twórców obsłużyć prądy o wysokim natężeniu i niskim napięciu, co jest niezbędne do budowy urządzeń o niskim zużyciu energii. Twórcy przygotowują się teraz do podobnych testów z innymi półprzewodnikami oraz chcą zintegrować z nimi obwody radiowe, aby umożliwić im bezprzewodową komunikację.
Naukowcy odpowiedzialni za te eksperymenty nie ukrywają entuzjazmu: - „To coś więcej niż tylko obiecująca technika produkcji. Osiągnęliśmy elastyczność, gęstość, wysoką wydajność i niską moc - wszystko w tym samym czasie. Ta praca, miejmy nadzieję, posunie technologię do przodu na kilku poziomach”.
Jeśli wnioski naukowców ze Stanford się potwierdzą, będzie można w prosty sposób produkować znacznie bardziej wydajne i trwałe elastyczne układy, które mogą zrewolucjonizować przynajmniej kilka branż. Mogą być z powodzeniem używane do tworzenia inteligentnych ubrań, wszczepianych pod skórę sensorów czy umożliwiać tworzenie znacznie szybszych niewielkich urządzeń o nietypowych kształtach. Pomysł może być więc wart miliardy dolarów, a czy faktycznie jest? Z czasem się przekonamy. Nurtuje mnie tylko jedno pytanie, jak takie ubranie będziemy prasować?
Źródło: [1]
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
