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直写式液态金属柔性打印技术

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:当对此液态金属电容传感器进行拉伸或弯折时,该电容器的电容会发生变化,使输出的电信号发生相应改变。若将此电容传感器贴敷在需要监测形变的物体表面,可通过记录其电信号的变化来获知该物体形变的情况[34]。图4.16直写式电路印刷方法a.直接画在3M VHB胶带表面的由液态金属油墨制作的电容传感器[33,34];b.液态金属墨水笔及用其书写的导电线[37];c.直写式系统及用其书写的高分辨率导线[38]。

直写式液态金属柔性打印技术

由于液态金属高表面张力和良好的导电性,用液态金属作为打印墨水直接印刷电路的方法逐步引起越来越多的关注。笔者实验室为此首次提出了“基于合金和金属墨水直接打印或写出电子”即“梦”之墨(DREAM ink——direct printing of electronics based on alloy and metal ink)的技术思想和概念[32],以此来代替传统的电子制造。由于特制的液态金属墨水与多种基底之间有良好的润湿性,可将其直接画或写在纸、玻璃或布上[26],甚至用于如太阳能电池的快速制造[33]。由此可直接将液态金属油墨涂覆在3M VHB胶带表面来制造电容传感器[34](图4.16a)。当对此液态金属电容传感器进行拉伸或弯折时,该电容器的电容会发生变化,使输出的电信号发生相应改变。若将此电容传感器贴敷在需要监测形变的物体表面,可通过记录其电信号的变化来获知该物体形变的情况[34]

基于自身重力和对基材的附着力,液态金属合金可以直接填充到笔芯中,写出具有导电能力的文本或线条[35,36]。新型的液态金属电子电路手写笔由此被研发出来。若把圆珠笔前端滚珠的直径控制在200~1000 μm范围内,液态金属墨水便可顺利出墨,写出导线或电子设备(图4.16b),这一技术有望得到广泛应用,代替传统导线连接电路[37]。Boley等在直写式的原理上开发了一个液态金属合金制造小型柔性电子的直写系统(图4.16c),通过设定相应的程序,可写出不同形状、不同密度的导电线[38]

(www.xing528.com)

图4.16 直写式电路印刷方法

a.直接画在3M VHB胶带表面的由液态金属油墨制作的电容传感器[33,34];b.液态金属墨水笔及用其书写的导电线[37];c.直写式系统及用其书写的高分辨率导线[38]

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