Ученые ТПУ в сотрудничестве с коллегами из Китая и Австрии разработали новый способ формирования проводящих узоров на поверхностях различных гибких полимеров, применяемых в области электроники. Этот метод позволяет создавать композитные материалы на органической основе, дополненные восстановленным оксидом графена, что улучшает их проводимость.
Гибкая электроника представляет собой широкий класс электронных устройств, способных изгибаться, складываться и гнуться. В этот класс входят не только простые проводники, но и разнообразные электронные устройства и сенсоры, включая носимые сенсоры. Применение гибкой электроники обещает не только разработку медицинских и спортивных устройств. От промышленных сенсоров до OLED-дисплеев, электронной кожи с сенсорами давления и температуры для протезирования и робототехники – везде требуются технологии гибкой электроники.
На сегодняшний день гибкая электроника еще не получила широкого распространения из-за сложности создания механически прочных, при этом гибких материалов. Несмотря на наличие методов, таких как печать, растворение и фотолитография, которые снижают стоимость производства гибких электронных устройств, каждая полимерная основа требует тщательной оптимизации технологии.
Исследователи разработали универсальную технологию обработки термопластичных полимеров, предназначенную для создания гибких электронных компонентов. Поскольку основной характеристикой таких элементов является электропроводность, ученые предложили метод повышения проводимости путем введения частиц восстановленного оксида графена в полимеры с использованием лазерного излучения.
В разработке проводящих полимеров были задействованы восемь различных видов пластиков, в том числе полиэтилентерефталат (ПЭТ), нейлон и поливинилиденфторид (ПВДФ). Большинство из этих материалов широко применяется в 3D-печати, открывая возможность создавать компоненты гибкой электроники для устройств сложной формы с использованием новой технологии более просто и экономично по сравнению с существующими методами. Более того, такие элементы обещают быть более надежными в процессе эксплуатации.
Особый интерес представляет возможность термоформования, то есть изменения формы устройства после создания проводящего слоя. Ученые успешно продемонстрировали этот процесс на примере проводящего браслета для умных часов. Таким образом, они убедительно продемонстрировали эффективность предложенного подхода, который включает в себя введение лазером проводящих частиц на основе графена в полимерную структуру, последующее термоформование и достижение желаемой формы.
Фото: Onur Binay / Unsplash.com
