Šellaka iespiedshēmu plates, lai aizsargātu vidi

"Zaļā" elektronika, pateicoties EMPA pētījumiem par labi zināma biomateriāla izmantošanu mikroshēmu matricām:... košenīla ekskrementi

Iepakojums"saprātīgs" pateicoties sensoriem, kas kontrolē preces, īpaši ātrbojīgām precēm, piemēram, augļi un dārzeņi, garos transporta maršrutos tie ir a tendence nākotnē.
Tomēr drukātā un vienreizējās lietošanas elektronika rada arī nopietnas problēmas: tipogrāfijas krāsās esošie metāli ir dārgi, un arī to utilizācija videi draudzīgā veidā ir ļoti dārga, saasinot e-atkritumu problēmu. Jauns risinājums, kas izstrādāts Šveice gada pētniekiEMPA, mērķis ir to novērst.

Pirmo 127 kubitu kvantu procesoru izgatavojis IBM

Precīzāk, ātrāk un lētāk ar kukaiņu izdalījumiem

Zinātnieki visā pasaulē gadiem ilgi strādā pie elektrisko un elektronisko ķēžu ražošanas, izmantojot tādus piedevas procesus kā 3D robotu druka (tā sauktais "robocasting”) ar lieliem panākumiem, taču tagad šī attieksme kļūst par problēmu.
Metāla daļiņas, kas padara šādas "tintes" elektriski vadošas, saasina e-atkritumu problēmu.
Problēma ir vēl nopietnāka tiktāl, ka "atkritumiŠāda veida, ko rada tirgus, iespējams, nākotnē palielināsies, ņemot vērā jaunu vienreizlietojamo sensoru veidu ieviešana, no kuriem daži tiek un tiks izmantoti tikai dažas dienas.
"Nelietderīgi atkritumi", padomā Gustavs Nīstroms, Cellulose & Wood Materials specializētā pētniecības centra vadītājs no Šveices federālās laboratorijas uz Materiālzinātne un tehnoloģija: "Ir steidzami nepieciešami materiāli, kas līdzsvaro elektronisko veiktspēju, izmaksas un ilgtspējību."
Lai attīstītu a ekoloģiskā tinteTāpēc zviedru zinātnieku komanda ir izvirzījusi sev ambiciozus mērķus: nesatur metālus, nav toksisks un bioloģiski noārdās. Un, domājot arī par praktiskiem pielietojumiem viegli formējams un stabils pret mitrumu un mērenu karstumu.

Pirmo 127 kubitu kvantu procesoru izgatavojis IBM

Iegarenas grafīta plāksnes, kas sajauktas ar kvēpu daļiņām

Es ricercatori dell 'EMPA viņi izvēlējās ogleklis lēts kā diriģenta materiāls, kā viņi nesen uzsvēra žurnālā “Zinātniskie ziņojumi".
Precīzāk: iegarenas grafīta plāksnes, kas sajauktas ar sīkām kvēpu daļiņām, kas izveido elektrisku kontaktu starp šīm pašām struktūrām, un tas viss ir matricā, kas izgatavota no labi zināma biomateriāla: šellaka, ko iegūst no zvīņu kukaiņu ekskrementiem vai izdalījumiem.
Le mēroga kukaiņi vai, nepareizi, kokcīdijas (Coccoidea Handlirsch), ir kukaiņu virsdzimta fitofāgs iekļauts pasūtījumā rhynchota (apakšrinda Homoptera, sadaļa Sternorrhyncha). Košenila nosaukums cēlies no spāņu valodas Woodlouse ( "malkas cūka"). Tie ir tikai un vienīgi kukaiņi fitomīce un veido vienu no svarīgākajām kaitīgo kukaiņu grupām.
Agrāk to izmantoja, lai izgatavotu mūzikas ieraksti; mūsdienās to cita starpā izmanto kā laka koka instrumentiem un nagu lakošanai.
Tās priekšrocības precīzi atbilst vēlamajam pētnieku profilam. Turklāt tas šķīst spirtā, tādējādi ir lēts šķīdinātājs, kas pēc tintes uzklāšanas iztvaiko un izžūst.

Tātad Šveicē pat sēnes ir iemācījušies… rakstīt

Šķidrs materiāls, ja tiek pakļauts sānu bīdes spēkam

Neskatoties uz šīm vienkāršajām sastāvdaļām, uzdevums izrādījās grūtāks, nekā gaidīts. Tas ir tāpēc, ka, ja to izmanto vienkāršā sietspiede vai ar modernajiem 3D printeris, tintei ir jābūt tādai kā bīdes retināšana.
"Atpūtas stāvoklī" tinte ir diezgan viskoza. Bet drukāšanas laikā, kad uz to iedarbojas sānu bīdes spēks, tā kļūst nedaudz šķidrāka, līdzīgi kā nepiloša sienu krāsa, kas tikai iegūst mīkstāku konsistenci, ja to uzklāj ar rullīša spēku.
Lietojot piedevu ražošanā, piemēram, 3D drukāšana Tomēr ar robotu roku tas ir īpaši sarežģīti: pārāk viskoza tinte būtu pārāk cieta, taču, ja drukāšanas laikā tā kļūst pārāk šķidra, cietās sastāvdaļas var atdalīties un aizsprostot printera mazo sprauslu.

Šķidrajiem robotiem patīk… šūnas, lai izpētītu ekstremālu vidi

Nokārtojis testus tādos prasīgos procesos kā “robocasting”

Lai izpildītu nepieciešamās prasības, pētnieki intensīvi strādāja pie savas tintes formulēšanas. Viņi pārbaudīja divu izmēru grafīta trombocītus: 40 mikrometri un 7 līdz 10 mikrometri garš.
Daudzas variācijas un mēģinājumi bija nepieciešamas arī sajaukšanas proporcijā grafīts e ogļu melns, jo pārāk daudz ogļu melns padara materiālu trauslu, radot plaisu un plaisu risku, kad tinte izžūst.
Melns no Carbone o ogļu melns ir pigments, kas rodas nepilnīgas sadegšanas rezultātā smagie naftas produkti, kurš akmeņogļu darva, darva iegūts no etilēna plaisāšana, vai no augu tauki un eļļas.
Optimizējot sastāvu un komponentu relatīvo sastāvu, komanda noEMPA spēja izstrādāt dažādus tintes variantus, kurus var izmantot dažādos divdimensiju vai trīsdimensiju drukas procesos.
"Lielākais izaicinājums bija iegūt augstu elektrovadītspēju"Saka Ksavjers Eibijs, viens no iesaistītajiem pētniekiem, "un tajā pašā laikā veido želejveida oglekļa, grafīta un šellaka tīklu."
Pētniecības centra zinātnieki Celuloze un koksnes materiāli ir pētījuši šī materiāla praktisko uzvedību dažādās fāzēs.
Piemēram, ar nelielu testa kuboīdu: 15 pārklājoši režģi no 3D printeris, izgatavots no smalkām stieplēm tikai 0,4 mm diametrā.
Tas pierādīja, ka tinte bija pietiekama pat prasīgiem procesiem, piemēram, "robocasting".

PSI nākotnē ar Big Data pētniecības nodaļu

PET deformācijas sensors ar elektrisko pretestību

Lai pierādītu tā piemērotību reālu komponentu izgatavošanai, pētnieki, cita starpā, uzbūvēja a deformācijas sensors: plāna sloksne no PET ar uzdrukātu tintes rakstu, kura elektriskā pretestība mainījās ar lielu precizitāti atbilstoši dažādām lieces pakāpēm.
Turklāt stiepes izturības, stabilitātes ūdenī un citu īpašību testi ir parādījuši daudzsološus rezultātus, un tāpēc pētnieku grupaEMPA viņš ir pārliecināts, ka jaunais materiāls, kas jau ir patentēts, praksē varētu izrādīties ideāls.
"Mēs ceram, ka šo tintes sistēmu varēs izmantot ilgtspējīgā drukātā elektronikā", viņš secināja Gustavs Nīstroms.
"Tas attiecas, piemēram, uz vadošām pēdām un sensorajiem elementiem viedajā iepakojumā un biomedicīnas ierīcēs vai pārtikas un vides sensoru jomā."

Ir drons, kas "kāpj" kokos, lai tos aizsargātu