Anonim

Papiret er kredsløbet: Forskere skaber grafitbaseret papirkredsløb

Elektronik

Heidi Hoopes

17. maj 2013

3 billeder

Et fleksibelt polymerkredsløb, som vist her, kan en dag erstattes af et billigt og fleksibelt papir kredsløb (Foto: Grant Hutchinson)

På grund af de lave omkostninger og omfattende anvendelser, der kunne være mulige med fleksible papirkredse, har vi set mange ideer til deres produktion, fra trykning med sølvfarve til indlejring af chips inden for papir. Nu har forskere imidlertid udviklet en elegant metode til selektivt at ændre selve papirets karakter i ledende grafit. I modsætning til polymerbaserede fleksible kredsløb er disse papirkredsløb ironisk nok i stand til at modstå de høje temperaturer, der generelt anvendes i produktionen af ​​elektronik.

Ved at bruge en almindelig inkjetprinter, der er fyldt med en patron af en jernnitratkatalysator, udskriver holdet på Tysklands Max Planck Institute deres måldesign på almindeligt papir. Når papiret opvarmes til 800 ° C i et oxygenfrit miljø (hvilket sandsynligvis er grunden til, at papiret ikke brænder), ændrer katalysatoren sammensætningen af ​​papirets cellulosefibre til rent ledende grafit, mens det uprintede papir forbliver uændret.

Forskerne viste, at den resulterende "carbon electronics " var selektivt ledende ved at elektroplettere papiret med kobber. Som vist på billedet nedenfor blev kun det trykte design kobberbelagt. De demonstrerede også, hvordan man skaber en 3D-ledende struktur ved at undertrykke en helt origami papirkran til den samme katalytiske proces.

Max Planck-logoet er trykt med katalysator, opvarmet og derefter galvaniseret for at bevise dets ledende egenskaber

Mekanismen til fremstilling af grafit fra cellulose er stadig ikke fuldt ud forstået, selvom jern allerede anvendes til fremstilling af carbon nanorør. Mere eksperimentering og en bedre forståelse kunne potentielt medføre omdannelse af papirbaserede strukturer til atom-tyk underligt nanomateriale, grafen.

Kilde: Max Planck Institute

Et fleksibelt polymerkredsløb, som vist her, kan en dag erstattes af et billigt og fleksibelt papir kredsløb (Foto: Grant Hutchinson)

Behandlet med jernnitrat og varme, denne hverdagskritik kran bliver ledende kran

Max Planck-logoet er trykt med katalysator, opvarmet og derefter galvaniseret for at bevise dets ledende egenskaber

Anbefalet Redaktørens Valg