夢(mèng)之墨打造“馬良神筆”

2014-08-23 17:04 來(lái)源：http://m.elinglong.com/ 閱讀：次

　　常規(guī)的導(dǎo)電油墨，包含早先涌現(xiàn)的基于納米金/銀/銅以及碳納米管、石墨烯等的電子油墨，仍存在配制工藝復(fù)雜、電阻率高、器件成型固化溫度高級(jí)毛病。

　　然而，高性能墨水的欠缺始終是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的短板。

　　早在十余年前，劉靜就意識(shí)到液態(tài)金屬研究的科學(xué)意思和重大價(jià)值，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)展了相應(yīng)的基礎(chǔ)與應(yīng)用摸索，并先后取得一系列開(kāi)創(chuàng)性結(jié)果，如用于高機(jī)能盤(pán)算機(jī)的室溫金屬流體芯片冷卻技術(shù)等。現(xiàn)在，在室溫金屬流體研究漸成國(guó)際重大科技前沿和熱門(mén)時(shí)，劉靜團(tuán)隊(duì)已取得近50項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，為我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了要害基本；他們發(fā)表的數(shù)十篇學(xué)術(shù)論著，占到了當(dāng)前國(guó)際上本事域文獻(xiàn)的絕大局部，引領(lǐng)上風(fēng)顯著。

　　近日，由劉靜率領(lǐng)的理化所與清華大學(xué)結(jié)合小組在印刷電子學(xué)領(lǐng)域獲得了沖破性進(jìn)展，令在各種柔性或硬質(zhì)材料表面直接手寫(xiě)電子器件成為現(xiàn)實(shí)。相關(guān)研究文章發(fā)表在美國(guó)《科學(xué)公共藏書(shū)樓•綜合》以及《運(yùn)用物理快報(bào)》上。

　　“液態(tài)金屬DREAM *** Ink翻開(kāi)的是個(gè)人電子設(shè)計(jì)大門(mén)，未幾的未來(lái)，它還可望改寫(xiě)電子工業(yè)的傳統(tǒng)模式。”劉靜對(duì)《中國(guó)迷信報(bào)》記者說(shuō)。

　　但高云霞表現(xiàn)，用含銀的鹽進(jìn)行化學(xué)反響，能夠沉積成銀導(dǎo)線，附著在柔性基底上。“對(duì)這種方法來(lái)說(shuō)，溫度越高導(dǎo)電率越好，但事實(shí)是，高溫對(duì)柔性材料是很不利的因素，其技術(shù)實(shí)用性限度很大。”高云霞說(shuō)。而所見(jiàn)即所得的DREAM *** Ink技術(shù)則防止了上述艱苦，在常溫下即可直接印制各種薄膜乃至三維構(gòu)造。

　　這樣的神奇故事并非來(lái)自科學(xué)空想或影視作品，它們行將成為現(xiàn)實(shí)。而為此帶來(lái)新盼望的，是身兼中科院理化所研究員及清華大學(xué)教學(xué)的劉靜博士。

　　在印刷電子領(lǐng)域的利用，利用金屬流體實(shí)現(xiàn)電路直寫(xiě)恰是該團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期積聚的成果。

夢(mèng)之墨打造“馬良神筆”

實(shí)現(xiàn)癥結(jié)打破

　　劉靜團(tuán)隊(duì)的下一個(gè)目的是研制出更多常溫下的液態(tài)金屬墨水，用以滿意各種特定功能電子器件，如生物醫(yī)學(xué)傳感器、3D天線、薄膜晶體管等，從而將這一辦法擴(kuò)大到更多產(chǎn)業(yè)和貿(mào)易領(lǐng)域乃至日常生活中。

改寫(xiě)產(chǎn)業(yè)將來(lái)

　　就在前不久，美國(guó)科研職員通過(guò)兩種物資產(chǎn)生化學(xué)反映，沉積金屬件實(shí)現(xiàn)了柔性材料上的電子功效。相干論文在全世界引起了很大驚動(dòng)。

　　以生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用為例，在測(cè)量對(duì)象體表湊近心臟部位涂覆相應(yīng)的金屬墨水，可以構(gòu)成適形化電極，給心電信號(hào)以及生物電阻抗等生理參數(shù)的丈量帶來(lái)較慷慨便。

　　一年多前，該情形得以轉(zhuǎn)變，由于學(xué)材料的高云霞博士參加了團(tuán)隊(duì)。她對(duì)資料加以改性，“經(jīng)由一次改性，慣例范疇?wèi)?yīng)用到的界面黏附性問(wèn)題都解決了。”高云霞說(shuō)。

起源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 2012 *** 12 *** 13 周熙檀

金屬流體改變集成電路制造規(guī)則

　　家里的一根電路斷了，不須要找專(zhuān)業(yè)的電工上門(mén)修理，只要用筆畫(huà)一下，就實(shí)現(xiàn)了接駁；《哈利•波特》中的《預(yù)言家日?qǐng)?bào)》呈現(xiàn)在事實(shí)生涯中為期不遠(yuǎn)，屆時(shí)，報(bào)紙上不再只是靜態(tài)的圖片跟文字。

　　傳統(tǒng)的電子器件印刷工序通常較為龐雜，易傳染環(huán)境，且耗時(shí)、耗材、耗能，本錢(qián)很高。對(duì)此，劉靜說(shuō)：“這些年來(lái)，海內(nèi)外一直在探討，是否改變集成電路設(shè)計(jì)制造的游戲規(guī)矩，就像寫(xiě)字或繪畫(huà)一樣，將電路及電子器件直接寫(xiě)在基底上。”

　　“我們實(shí)驗(yàn)室的主要奉獻(xiàn)在于，將室溫下可以流動(dòng)的金屬引入了印刷電子。”劉靜說(shuō)。這種所見(jiàn)即所得的電子直寫(xiě)技術(shù)，被劉靜命名為DREAM *** Ink（夢(mèng)之墨）技術(shù)。

化解制作困難

　　但劉靜更多強(qiáng)調(diào)的是，DREAM *** Ink將打開(kāi)個(gè)人電子設(shè)計(jì)大門(mén)。屆時(shí)，紙張不再只是文字的載體，還能集成諸多電子元件。這可能引申出電子器件個(gè)性化設(shè)計(jì)潮流——印制有液態(tài)金屬薄膜的電子服裝在陽(yáng)光下可隨時(shí)發(fā)電；建造墻體或玻璃名義可以DIY方式直接涂覆上金屬墨水及相關(guān)材料，作為L(zhǎng)ED甚至太陽(yáng)能電池，以作為裝潢品或用以捕捉光能的器件。

　　研討進(jìn)程中也碰到過(guò)不少阻礙。博士生李海燕說(shuō)：“一開(kāi)端咱們的主意是，將金屬流體直接寫(xiě)在紙上。但在實(shí)際操作中發(fā)明，一般金屬流體是不措施附著在紙上的，會(huì)像水銀液滴一樣往返轉(zhuǎn)動(dòng)。”

　　業(yè)內(nèi)專(zhuān)家先容,清華總裁，可在各種基底上直接制造電子器件的直寫(xiě)式印刷方式，有望重塑集成電路產(chǎn)業(yè)。在試驗(yàn)室里，記者看到了研究小組應(yīng)用DREAM *** Ink技巧制成的透明導(dǎo)電薄膜、天線和RFID元件等。看起來(lái)只是在不同基底上用筆畫(huà)了多少道，然而它們已展現(xiàn)出明顯的適用性。