Elastyczna elektronika – wstęp. Kilka wyjaśnień na temat pozytywnie pokręconego pomysłu.

Dotychczas stosowana elektronika ma szereg ograniczeń. Jedno z takich praktycznych użytkowych ograniczeń jest kształt i brak możliwości jego zmiany bez ryzyka uszkodzenia obwodu. Tablety czy inne tego typu urządzenia mogą być coraz cieńsze – czy można je jednak zwinąć w rulonik, niczym kartkę papieru ? Odpowiedź brzmi: na razie nie.

„Na razie” jest tu kluczowe, bowiem od szeregu lat trwają badania nad elastyczną elektroniką, a ich rezultaty są coraz bliższe urzeczywistnienia. Jak dwa tygodnie temu informował Giznet firma LG rozpoczyna produkcję elastycznych ekranów OLED. (na razie o maksymalnym promieniu zgięcia 75 mm). Jak ta technologia działa w praktyce ? O tak:

Imponujące ? A to jest dopiero początek. Technologia elastycznej elektroniki nie ogranicza się bowiem do wyświetlaczy, lecz obejmuje również kamery/aparaty fotograficzne, które można nosić na oku w formie soczewki kontaktowej, smart-rękawiczki dla chirurgów (ale i dla pilotów i nie tylko – dlaczego nie), oraz urządzenia monitorujące zdrowie, smart-opaski zamiast telefonów,obrazowanie pracy mózgu itd. Mimo,że technologia ta wciąż „raczkuje” jest ona zatem godna zainteresowania.

Istnieją zasadniczo dwa podejścia w badaniach nad otrzymaniem takiej elektroniki:

  • Rozwój elektroniki organicznej – w zasadzie pomimo dużo gorszych właściwości użytkowych – przez szereg lat dominującej ze względu na większą odporność na zginanie związków organicznych.
  • Podnoszenie odporności na zginanie elektroniki nieorganicznej – trudniejsza,lecz bardziej obiecująca droga, dająca nadzieję na w pełni wydajne urządzenia elastycznej elektroniki.

Głównym obszarem badań przez szereg lat była zatem elektronika organiczna i poszukiwania w zakresie elektroniki nieorganicznej materiałów wykazujących wysoką odporność na zginanie,tym niemniej pod względem strukturalnym mówimy tu o kluczowej roli połączeń dla elektroniki na podłożu polimerowym – czy to organicznej, czy powstałej dzięki odpowiednim technologiom metalizacji powierzchni lub jej kształtowania. W efekcie, otrzymane cienkie warstwy połączone odpowiednimi złączami można odpowiednio wykorzystać.

Wykorzystując krzemowe „wyspy” połączone bardziej elastycznymi złączami, bądź odpowiednie ukształtowanie powierzchni – tak,by oddziaływanie naprężeń nie było znaczne – można więc uzyskać podstawową strukturę podobnego typu:

Phys.org, Dae-Hyeong Kim, University of Illinois, http://phys.org/news/2011-03-stretchable-electronics-device-cardiac-ablation.html

Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie,by inaczej niż na zdjęciu złącza były rozmieszczone w 2 lub więcej płaszczyznach a odpowiednie układy poddać miniaturyzacji.

Nieco bardziej zaawansowane będą zapewne struktury nowej generacji, powstałe dzięki zastosowaniu grafenu, nanorurek węglowych, bądź innych struktur tego typu (np wspomniani przeze mnie konkurenci grafenu – krzemen i germanen).

W praktyce, podstawową technologią otrzymywania najprostszych tego typu układów jak tranzystory czy mikroanteny na powierzchni polimerowej, jest osadzanie metali z wykorzystaniem znanej od dawna w elektronice techniki „maski”. Jednakże, w przypadku nowszych produktów, szczególnie nowej generacji trzeba skorzystać też z dziedzictwa technik które wykorzystuje się w produkcji układów typu MEMS. Należy jednak pamiętać,że podstawowym problemem są nie układy mikroelektroniczne na podłożu polimerowym a odporność złączy pomiędzy nimi na warunki wielokrotnego zginania. Oczywiście jednak, elastyczne tranzystory i układy tego typu to również bardzo istotne i korzystne rozwiązania.

Zainteresowanych większą ilością szczegółów proponuję np. oglądnąć wykład na ten temat z Imperial College w Londynie:

Warto też poczytać poniższe artykuły anglojęzycznej wikipedii: [1] [2]

Reklamy

One thought on “Elastyczna elektronika – wstęp. Kilka wyjaśnień na temat pozytywnie pokręconego pomysłu.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s