Forscher der Purdue University haben ein neues kostengünstiges Gerät entwickelt Herstellungstechnik das könnte es möglich machen, elektronik ähnlich wie zeitungen zu drucken.

Die Technik könnte verwendet werden, um glatte, flexible Metalle zu formen, die die Geschwindigkeit und die Batterielebensdauer der Elektronik verbessern könnten.

Darüber hinaus werden viele Fertigungsbarrieren beseitigt, sodass das Drucken der Elektronik erheblich beschleunigt werden kann.

Handys, Laptops, Tablets und andere moderne Geräte verwenden interne Metallleiterplatten, um Informationen schnell zu verarbeiten.

Gegenwärtige Herstellungsverfahren erzeugen die Schaltkreise, indem flüssige Metalltropfen durch eine Schablonenmaske "gesprüht" werden.

"Leider erzeugt diese Herstellungstechnik metallische Schaltkreise mit rauen Oberflächen, wodurch unsere elektronischen Geräte ihre Batterien schneller aufheizen und entladen." Ramses Martinez, ein Assistenzprofessor für Wirtschaftsingenieurwesen und Biomedizintechnik an der Purdue und Mitautor der Studie, sagte in einer Erklärung.

Neue Methode

Die neue Technik, die als laserinduzierte Rolle-zu-Rolle-Superplastizität bezeichnet wird, ist dem Rolle-zu-Rolle-Zeitungsdruck nachempfunden, bei dem Briefmarken zum schnellen Drucken von Papier verwendet werden.

Wie bei der Zeitungsmethode werden auch bei dieser Herstellungsmethode Stempel verwendet.

Hochenergetische Kohlendioxid-Laserschüsse werden auf Metall aufgebracht, wodurch es superelastisch wird und in die extrem kleinen Merkmale einer Briefmarke fließt.

Da für die ultraschnelle Elektronik der Zukunft sehr kleine Bauteile benötigt werden, ist der Stempel im Nanomaßstab konzipiert.

Die Technik bietet eine kostengünstige Methode zur Herstellung großer Mengen metallischer Nanostrukturen.

„Um Metalle mit immer kleineren Formen zu formen, sind Formen mit immer höherer Auflösung erforderlich, bis die nanoskalige Größe erreicht ist“, sagte Martinez in einer Erklärung.

„Um die neuesten Fortschritte in der Nanotechnologie zu erzielen, müssen wir Metalle in Größen strukturieren, die noch kleiner sind als die Körner, aus denen sie bestehen. Es ist, als würde man eine Sandburg kleiner machen als ein Sandkorn. “

Die neue Technik ermöglicht es Forschern, die bisherige „Formbarkeitsgrenze“ zu überschreiten, die es schwierig machte, Materialien mit nanoskaliger Auflösung bei hohen Geschwindigkeiten herzustellen.

Außerdem werden metallische Schaltkreise viel glatter, wodurch elektrische Ströme effizienter und mit geringerem Risiko einer Überhitzung fließen können.

Für Hersteller kann die Technik einfach implementiert werden.

„Dank dieses Herstellungsprozesses können viele Unternehmen Nanostrukturen für verschiedene Anwendungen in ihre Produkte einbauen, indem sie nur geringfügige Änderungen an den bereits vorhandenen Geräten vornehmen“, sagte Martinez.

Ein Papier, das die vollständige Studie beschreibt, ist in der Zeitschrift veröffentlicht Nano-Buchstaben.

Was kommt als nächstes?

Die Technik könnte schließlich zur Schaffung von Touchscreen-Geräten führen, die mit Nanostrukturen bedeckt sind, die mit Licht interagieren können, um 3D-Bilder zu erzeugen.

Das unmittelbarste Ziel ist jedoch, „diesen Nanoformungsprozess durch den Einsatz kostengünstiger blauer Laserdioden noch kostengünstiger und einfacher verfügbar zu machen“, sagte Martinez.

„Indem wir die Kosten für den erforderlichen Laser senken, können wir diese Nanostrukturierungstechnik einer großen Anzahl von Anwendern zur Verfügung stellen und die Produktionskosten für metallische Nanostrukturen mit exotischen optischen Eigenschaften erheblich senken.“

Es wird einige Zeit dauern, bis diese Technik Wirkung zeigt, aber laut Martinez ist dies typisch für alle Technologien, die in die Industrie gelangen.

"Sobald verschiedene Branchen die Zuverlässigkeit dieser Nanofabrikationstechnik bestätigen, werden wir ihre Umsetzung in verschiedenen Maßstäben sehen", sagte er.