ハンブルク大学は3Dプリントで製造できるフレキシブルな透明回路を開発

出典: ハミングバードディスカバリー3Dプリンティング

フレキシブルエレクトロニクスは、近年非常に人気が高まっている新興技術です。従来の電子機器が与える硬くて鈍い印象とは異なり、フレキシブル電子製品は、一定範囲の変形条件（曲げ、折り畳み、ねじり、圧縮、伸張）下で正常に動作します。ドイツ電子シンクロトロン研究所（DESY）の公式ウェブサイトによると、同研究所はハンブルク大学と協力し、3Dプリント技術に適したプロセスを開発している。これにより、銀ナノワイヤーグリッドで作られた電子デバイスを3Dプリント回路として使用できる可能性が開かれる。これらをさまざまな柔軟で透明なプラスチックに埋め込むことで、透明で機械的に柔軟な電子回路を作製できる。

研究者らは、研究のために、硬化性材料と長さ比が最大1,000の銀ナノワイヤを扱い、この材料から作られたフレキシブルコンデンサを開発しており、これが発光ダイオード、太陽電池、集積回路ツールの進歩につながる可能性があると考えている。「この技術の核心は、導電性グリッドを形成する銀ナノワイヤです」とハンブルク大学のトムケ・グリアー氏は説明する。

銀線の厚さは通常数十ナノメートルですが、層の厚さは 10 ～ 20 マイクロメートルの範囲です。 X線分析では、ポリマー内のナノワイヤ構造は変化していないように見えたが、研究者らは、硬化プロセス中に材料によってもたらされた圧縮により、メッシュの導電性がさらに向上したと述べた。コスト面から、研究者の目標は、可能な限り少ないナノワイヤを使用して、可能な限り最高の導電性を達成することでした。

銀ナノワイヤネットワーク（画像提供：ハンブルク大学、フェルディナンド・オットー）研究者らは、透明で機械的に柔軟な電子回路の製造に使用できる 3D 印刷技術に適したプロセスを開発しました。「研究室では、個々の作業ステップを階層的なプロセスで実行しますが、実際には、後でそれらを完全に 3D プリンターに転送できます」とグリエ氏は説明します。「ただし、通常は単一の印刷インクに最適化されている従来の 3D 印刷技術のさらなる開発も、これに不可欠です。インクジェットベースのプロセスでは、印刷ノズルがナノ構造によって詰まる可能性があります」と、共著者のマイケル・ルーブハウゼン氏は言います。

研究者たちは、X線画像を用いて構造、柔軟性、経路を調べた構造分析の結果に興奮しており、その結果、弾性があり、非常に曲げやすい特性があることが明らかになった。

フレキシブルコンデンサ (画像提供: ハンブルク大学、Tomke Glier) フレキシブル回路は、ウェアラブル電子デバイスの基礎です。現在、フレキシブルエレクトロニクスは学際分野の研究ホットスポットの1つになっています。有機エレクトロニクス、プラスチックエレクトロニクス、バイオエレクトロニクス、ナノエレクトロニクス、プリンテッドエレクトロニクスなどの分野をカバーしています。その製品には、RFID、フレキシブルディスプレイ、OLEDディスプレイと照明、フレキシブルセンサー、フレキシブル太陽光発電、フレキシブルロジックとストレージデバイス、フレキシブルバッテリー、ウェアラブルデバイス、電子皮膚などが含まれます。これには特に、可能な限り透明性が求められる医療機器が含まれます。フレキシブル透明回路は、さまざまな電子製品に使用できるほど汎用性があります。さまざまな形状で印刷する必要がある場合がありますが、幅広い形状に適合できます。

出典: ハミングバードディスカバリー3Dプリンティング

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