------有望降低生產(chǎn)柔性電子設備的成本

柔軟而有彈性的電子產(chǎn)品是許多行業(yè)創(chuàng)新的方向，但要制造這類設備，首先要有合適的底板，既能大量生產(chǎn)又要成本合算。據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)12月13日報道，美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室最近開發(fā)出一種新技術，能以較低成本大規(guī)模地生產(chǎn)柔性底板。壓印電路后會成為各種各樣的“智能設備”，如能像紙一樣折疊起來的電子屏、能監(jiān)測表面裂紋及瑕疵的涂料、能治療感染的醫(yī)用繃帶、能感知變質(zhì)與否的食物包裝等。相關論文發(fā)表在最近出版的《納米快報》上。


新技術利用半導體濃縮碳納米管溶液生成了具有優(yōu)良電屬性（如載流子遷移率等）的薄膜晶體管網(wǎng)。研究小組用濃縮到99%的半導體單壁碳納米管（SWNTs）溶液作底層，再結合一種高彈性的聚酰亞胺聚合物作基底，基底用激光切成邊長3.3毫米的六邊形蜂巢圖案，然后將硅和氧化鋁層沉積到基底上，底板就做成了。

研究人員表示，在電子設備中，要求開/關電流比率越高越好，這樣傳感器的像素就越清晰。而99%的高純度提供了高達100的開/關電流比率。“利用這種溶液工藝技術，我們能用單壁碳納米管生成高度一致的薄膜晶體管陣列，制造出柔軟靈活而有彈性的激活式矩陣底板。這一技術結合金屬噴墨打印，有望降低生產(chǎn)柔性電子設備的成本。”加州大學伯克利分校電學工程與計算機科學教授、伯克利實驗室材料科學分部的阿里·杰維說。

為了演示這種碳納米管底板的功效，研究人員還制造了一種由96個傳感器像素陣列組成的電子皮膚（e-skin）傳感器，每個像素由一個薄膜晶體管控制開關，能感知24平方厘米范圍的空間壓力分布。新傳感器的靈敏度比該實驗室去年研發(fā)的納米線電子皮膚傳感器提高了10倍，將來還可以加入多種傳感器和其他功能組件來拓展這種底板的應用，使其成為多功能人造皮膚。此外，SWNT底板還能用于太陽能電池、測步儀、衣物、柔性顯示器等方面。