Sviluppo di elettronica flessibile e totalmente flessibile con una nuova classe di film

14 ore fa p Gary Elinoff Il futuro dell'elettronica è flessibile. Ci saranno prodotti come telefoni pieghevoli, tablet e display sottilissimi che possono essere arrotolati e sensori indossabili per monitorare la salute conforme ai contorni del corpo umano. Per sviluppare questi nuovi prodotti pieghevoli, i designer possono ora utilizzare materiali esistenti come film sottili e materie plastiche per soppiantare i rigidi circuiti stampati di oggi e i componenti elettronici ingombranti.
Ma presto avranno una nuova scelta. La ricerca condotta presso l'Università del Wisconsin-Madison ha scoperto un modo per sfruttare il legno per formare la base di un amplificatore a microonde funzionale. La ricerca è stata riassunta in un articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications.
In esso, il professor Zhenqiang Ma dell'Università del Wisconsin-Madison descrive come lui e il suo team abbiano costruito un amplificatore a microonde funzionante su un substrato di carta di nanofibrilla di cellulosa a base di legno. In precedenza, gli amplificatori a microonde flessibili erano stati costruiti utilizzando circuiti integrati rigidi basati su semiconduttori che erano stati diluiti e montati su substrati flessibili. Ma questa metodologia si è rivelata un approccio proibitivo in termini di costi.
Il chip dell'amplificatore costruito dal professor Ma e dal suo team si basa sulla scomposizione della fibra di legno in fibrille su nanoscala, fibre sottili e sottili. Quindi, le fibrille vengono ricombinate per formare un film forte, trasparente e flessibile. Come bonus, il film è biodegradabile.
Si dice che il nitruro di gallio sia il materiale a transistor a microonde più performante. Ma è piuttosto costoso. L'amplificatore a microonde di Ma evita le spese di posa dell'intero substrato a base di legno con il materiale costoso.
Il professor Ma ha detto: "Usiamo un minuscolo tallone della sostanza costosa, 500 micron per 500 micron, e il resto è legno. Rispetto al nitruro di gallio, il costo del legno è essenzialmente nulla. Il risultato è un amplificatore che funziona molto bene.
" Il circuito flessibile risultante funziona a frequenze di 5 GHz e oltre e fornisce un'uscita di 10 milliwatt. Il substrato di nanofibrilla di cellulosa ha dimostrato di essere ugualmente compatibile con i componenti a microonde dei più comuni substrati di polietilene. Con il problema globale dello smaltimento di dispositivi elettronici rotti o obsoleti, il fatto che i circuiti basati su questo nuovo processo siano biodegradabili costituisce un ulteriore vantaggio significativo.
Poiché è composto principalmente da carta, il dispositivo può essere eliminato semplicemente bruciandolo quando diventa obsoleto. Successivamente, non rimane più nulla del dispositivo se non la cenere di carta. Mentre questo progetto si concentrava su un dispositivo a microonde, si applica ad altri tipi di circuiti flessibili.
Come sottolinea il professor Ma, "Se guardi la tua casa, probabilmente ci sono molti vecchi dispositivi elettronici", dice Ma. "Ci sono televisori, monitor per computer, telefoni - tutti pieni di circuiti elettronici. Non puoi farci molto e ciò genera molti sprechi.
Possiamo sostituire molti componenti esistenti con questi tipi di circuiti. ".