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行業(yè)新聞

美國空軍在3D打印柔性電子方面的研究進(jìn)展

星之球激光 來源:天工社2015-08-21 我要評論(0 )   

在正在舉行的2015年美國化學(xué)學(xué)會會議上,Benjamin Lever博士介紹了Wright-Patterson空軍基地的美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室在柔性電子領(lǐng)域


在正在舉行的2015年美國化學(xué)學(xué)會會議上,Benjamin Lever博士介紹了Wright-Patterson空軍基地的美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室在柔性電子領(lǐng)域正在進(jìn)行的研究。該機(jī)構(gòu)所追求的目標(biāo)是:可以將柔性半導(dǎo)體直接打印在基板上,例如帶有厚度不超過幾納米的精巧結(jié)構(gòu)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(dāng)于人的皮膚)至100%(意味著它們可以折疊)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(dǎo)體的,可以做得非常薄,只有幾納米厚,這使它高度柔軟,在與其他部件如電池、傳感器或者3D打印的連接件結(jié)合之后,可以被安裝到一個非傳統(tǒng)的基板上。它也可能是一種可拉伸或者適形的塑料。”

對于這種柔性電子器件,Benjamin Lever博士感興趣的一個應(yīng)用是它可以像繃帶那樣綁在空軍飛行員的肩上,以收集他們的身體狀況信息,判斷他們的疲勞程度。當(dāng)然這種類型的裝備也并不限于軍事應(yīng)用,在普通的醫(yī)療或者消費(fèi)應(yīng)用中也很有用。

 

另外一個讓人感興趣的應(yīng)用領(lǐng)域是根據(jù)飛機(jī)機(jī)翼的形狀,或者飛機(jī)內(nèi)部的空間特點(diǎn)制造出適形的混合柔性電子設(shè)備。能夠以最小厚度3D打印這樣設(shè)備的能力將使它們能夠被安裝到機(jī)翼上而不產(chǎn)生額外的阻力,或者避免不得不在設(shè)計(jì)時改變機(jī)翼的形狀,這將導(dǎo)致飛機(jī)性能的下降。這些設(shè)備可用于制造天線或其它容易加裝到飛機(jī)上的通信設(shè)備,而且它將會很容易拆卸、更換或改變位置。

可以想象得到,電子設(shè)備在極端條件下的生存能力對于空軍執(zhí)行常規(guī)和特殊任務(wù)十分重要。新一代軟電子設(shè)備的創(chuàng)造可以延長那些經(jīng)常暴露于高振動、極端溫度條件下的關(guān)鍵設(shè)備的壽命,特別是能夠保證飛機(jī)上武器系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

目前,幫助實(shí)現(xiàn)3D打印柔性電子的一個關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新來自于鎵液態(tài)金屬合金的使用,這是北卡羅來納州立大學(xué)的Michael Dickie開發(fā)的。這些合金以類似液態(tài)汞的方式工作,它們很容易聚集在一起。一般來說電子器件上使用的電線往往會限制它們的柔性,因?yàn)檫@些電線往往會在應(yīng)力作用下斷裂。而使用液體鎵制造的“電線”則可以取代固體金屬配線,因?yàn)樗梢噪S著不斷變化的表面而進(jìn)行相應(yīng)的變化,并且保證電路的暢通。

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3D打印柔性電子美國空軍

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