受咖啡漬啟發的新型廉價印刷電子墨水，物聯網傳感器和電池可使用

2020-10-14 業餘無線電

受咖啡漬啟發的新型印刷電子墨水


可以在過程中使用酒精混合物來更經濟地製造傳感器和電子設備。


文：伊莉莎白·蒙塔爾巴諾

研究人員已經開發出一種新的油墨系列，該系列克服了「咖啡環效應」，可以方便地廉價製造下一代電子產品，例如傳感器，光檢測器，電池和太陽能電池。


劍橋大學的一個團隊花了多年的時間研究墨滴的物理原理，墨滴以球形的形式乾燥，通過將咖啡灑在桌子上並觀察其表面形成的環，可以很容易地觀察到。


該團隊由該大學劍橋石墨烯中心教授Tawfique Hasan領導，將高速微攝影，流體力學和溶劑的不同組合中的粒子跟蹤相結合，以創建新的油墨，這些油墨由混合溶液組成異丙醇和2-丁醇。


Hasan教授與達勒姆大學的Colin Bain和北京航空航天大學的Meng Zhang合作進行了研究，他說，這種解決方案從根本上改變了墨水的乾燥方式，將墨水顆粒均勻地分布在液滴上，以生成具有均勻厚度和特性的形狀。

他在一份新聞聲明中說：「墨滴的天然形式是球形的，但是由於其成分，我們的墨滴呈薄餅狀。」


形成咖啡環的原因是因為液體在邊緣處蒸發得更快，從而導致固體顆粒堆積。這導致了大多數人觀察到的環。


研究人員說，墨水在列印過程中的行為相同，墨水中的顆粒在邊緣周圍堆積，形成不規則的形狀和不平坦的表面。當在諸如矽片或塑料之類的堅硬表面上進行列印時，這種效果尤其明顯，這使得當前使用傳統噴墨方法列印電子設備成為一個複雜的命題。


改變粒子


了解這種形成的原因導致了新墨水的開發，這種墨水的液滴在整個表面上平滑變形，從而以一致的方式散布顆粒。


Hasan說，這種墨水可以與現有的噴墨列印方法一起使用，作為製造電子設備和傳感器的廉價方法，特別是用於物聯網（IoT）。

此外，該項目的一名研究人員，《科學進展》雜誌上有關該研究的論文的第一作者Guohua Hu說，該工藝可以滿足大規模生產所需的生產水平。


他在一份新聞聲明中說：「我們的配方很容易按比例放大，以在矽片或塑料上印刷新的電子設備，甚至在噴漆和可穿戴設備中印刷，已經達到或超過了印刷設備的可製造性要求。」


為了證明這一點，研究人員測試了該墨水，以便在矽片和塑料基板上印刷4500個幾乎相同的設備。氣體傳感器和光電探測器屬於他們列印的設備，他們說，它們的性能與採用傳統方法列印的現有設備類似。


伊莉莎白·蒙塔爾巴諾（Elizabeth Montalbano）是一位自由撰稿人，他撰寫了超過20年的技術和文化著作。她在鳳凰城，舊金山和紐約市生活和工作過，擔任專業記者。業餘時間，她喜歡衝浪，旅行，音樂，瑜伽和烹飪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一個村莊。


source: designnews.com


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