Giętka elektronika. Zwijane ekrany na nowo

Badacze z Virginia Polytechnic Institute and State University przedstawili na łamach magazynu "Nature Electronics" nowatorskie podejście do tworzenia elastycznych płytek drukowanych. Opracowana metoda umożliwia efektywny przepływ prądu między warstwami układu bez konieczności wiercenia otworów, co jest kluczowe w miniaturyzacji i elastyczności przyszłej elektroniki. Choć do zastosowań komercyjnych jest jeszcze daleko, pokazuje to nowy kierunek w rozwoju elastycznej elektroniki.

Nowa technika opiera się na wykorzystaniu mikrocząsteczek ciekłego metalu do stworzenia struktury przypominającej schody. Ta architektura tworzy niewielkie, przewodzące połączenia zarówno w warstwach obwodu, jak i pomiędzy nimi. Proces obejmuje ukierunkowane rozmieszczanie kropli ciekłego metalu w żywicy światłoczułej oraz naświetlanie całości promieniami UV. Nowa metoda pozostaje wszechstronna i może być stosowana z różnymi materiałami.

- Przybliża nas to do ekscytujących technologii, takich jak zaawansowana miękka robotyka, urządzenia noszone na ciele oraz elektronika, która może się rozciągać, zginać i skręcać, zachowując przy tym wysoką funkcjonalność — mówi lider projektu, prof. Michael Bartlett w rozmowie z Polską Agencją Prasową.

Zespół badawczy wykorzystał zwykle niepożądane efekty pojawiające się przy pracy z materiałami utwardzanymi UV. Mowa o niedoskonałościach, nazywanych anomaliami krawędzi maski. Z problemu uczyniono zaletę - krawędzie obszarów naświetlonych ultrafioletem powodują, że krople ciekłego metalu osadzają się i układają warstwowo we wzór, który przypomina schody.

- Wykorzystując te zwykle niepożądane efekty krawędziowe, możemy szybko tworzyć miękkie, przewodzące ścieżki, które łączą różne warstwy obwodów. Możemy to robić, zachowując jednocześnie elastyczność i integralność mechaniczną miękkiego urządzenia — wyjaśnia główny autor publikacji, dr Dong Hae Ho.

Integracja złącz zarówno wewnątrz warstw, jak i między nimi pozwala na tworzenie miękkich, elastycznych obwodów o złożonej, wielowarstwowej architekturze.

- Otwiera to drogę do nowych form miękkiej elektroniki, w których wiele miękkich połączeń powstawałoby w sposób równoległy i przestrzennie kontrolowany. To kluczowe dla postępu w tej dziedzinie — podkreśla prof. Bartlett.

Elastyczna elektronika może wiązać się np. z nowym podejściem do tworzenia smartfonów. Obecnie producenci koncentrują się na smartfonach składanych. W przyszłości mogą rozważać stosowanie ekranów rozwijanych. Pierwsze takie próby już realizowano - przykładem takiego urządzenia jest np. Motorola Rizr.