ノースカロライナ州立大学（ノースカロライナ州）の研究者チームは、金属回路を直接印刷することによって自己修復可能な柔軟性のある伸縮可能な電子機器を作成する方法を開発しました。

この技術は、直接印刷技術を必要とする既存の製造システムに適用可能であり、複数の金属および基板と共に使用することができる。

「自己修復能力を有する柔軟で伸縮性のある導体のための溶融金属インクのエレクトロヒドロダイナミック（EHD）印刷」という論文は、 先端材料技術

この研究の主著者は、 李一威、Ph.D. NC州の学生。

「フレキシブルエレクトロニクスの従来の印刷方法では、材料コスト、印刷されたフィーチャーの導電性、印刷解像度に多くの制限があります。 Jingyan Dong、ノースカロライナ州立大学のエドワードP.フィッツ産業システム工学科の准教授、および対応する論文の著者。 「この研究では、金属導体を低コストで直接製造するための金属合金の高解像度印刷を実現するためのEHD印刷アプローチを研究しました。」

研究者の低コストアプローチは、商用デバイスに実装可能な高分解能回路を効率的に作成する方法を提供する必要があります。 ステートメント.

伝統的なEHD印刷技術ではインクを使用していますが、チームの新しいアプローチでは、摂氏60の低温で溶ける溶融金属合金を使用しています。 彼らの研究では、4つの基材に3種類の異なる金属合金を直接印刷することによって、その技術を実証しました。 1枚の基板は、ガラス、紙の1枚、および伸縮性ポリマーの2枚でできていた。

「EHDで印刷されたマイクロメタルの金属導体は、金属の導電性と優れた柔軟性と伸縮性を備えた導電性パスを作成する有望な方法です。

1,000回屈曲させてポリマー基板上の回路の反発力を試験した後、研究者はその導電率に影響がないことを見出した。 彼らは、70％引張り歪みまで引き伸ばして回路の復元力を試験し続け、回路は依然として電気的に安定であることが証明された。

最も重要なのは、回路が損傷した場合に、回路が自己修復であることを発見したことです。

「金属合金インクの融点が低いため、メタルフローの共晶温度を超えて装置を加熱してメタルフローを戻すだけで、印刷された金属回路を破損から回収することができます。

「優れた導電性、伸縮性、自己修復性、高解像度の直接描画機能により、EHDプリント金属導体は、伸縮性のあるエレクトロニクス、ウェアラブルセンサー、通信機器などの幅広いアプリケーションに使用できます。

400ピクセルアレイを1平方センチメートルに収めることができる高密度タッチセンサーを開発しました。

「タッチセンサーやタッチパネルは、多くの最先端エレクトロニクスの重要な入力デバイスまたはセンサーになるだろう」とDong氏は語る。 「EHD印刷による高解像度直接パターニング機能により、従来の印刷手法よりもはるかに優れた検知分解能を提供する高解像度および高密度タッチセンサアレイを製作できます。

研究者は次に、伸縮可能なエレクトロニクス、着用可能なセンサー、および通信デバイスを使用したアプリケーションで金属印刷の機能を判断する予定です。