Shellac trükkplaadid keskkonna kaitsmiseks

"Roheline" elektroonika tänu EMPA uuringutele tuntud biomaterjali kasutamise kohta kiibi maatriksites:... košenilli väljaheited

Pakend"intelligentsed" tänu anduritele, mis kaupa kontrollivad, eriti kiiresti riknevad tooted nagu puu-ja köögiviljad, pikkadel transporditeedel on need a trend tulevikuks.
Trükitud ja ühekordselt kasutatav elektroonika põhjustab aga ka tõsiseid probleeme: trükivärvides olevad metallid on kallid ja nende keskkonnasäästlik kõrvaldamine on samuti väga kulukas, mis süvendab e-jäätmete probleemi. Uus lahendus, mis töötati välja aastal Šveits aasta uurijate pooltEMPA, mille eesmärk on seda parandada.

Esimene 127-kubitine kvantprotsessor on valmistatud IBM-i poolt

Putukate eritistega täpsem, kiirem ja odavam

Teadlased üle kogu maailma on aastaid töötanud elektriliste ja elektrooniliste vooluahelate tootmise kallal, kasutades selliseid lisaprotsesse nagu 3D robotprintimine (niinimetatud "robocasting”) väga edukalt, kuid nüüd on see suhtumine muutumas probleemiks.
Metalliosakesed, mis muudavad sellised "tindid" elektrit juhtivaks, süvendavad e-jäätmete probleemi.
Probleem on veelgi tõsisem sedavõrd, et "prügi” seda tüüpi turu poolt tekitatud arv tulevikus tõenäoliselt suureneb, pidades silmas uut tüüpi ühekordselt kasutatavate andurite turuletoomine, millest mõnda kasutatakse ja kasutatakse vaid mõne päeva.
"Kasutu raiskamine", arvab Gustav Nystrom, Cellulose & Wood Materials spetsialiseerunud uurimiskeskuse juht kohta Šveitsi föderaalsed laborid eest Materjaliteadus ja -tehnoloogia: "On hädasti vaja materjale, mis tasakaalustavad elektroonilist jõudlust, kulusid ja jätkusuutlikkust."
Arendada a ökoloogiline tint, on Rootsi teadlaste meeskond seetõttu seadnud endale ambitsioonikad eesmärgid: metallivaba, mittetoksiline ja biolagunev. Ja mõeldes ka praktilistele rakendustele kergesti vormitav ja stabiilne niiskuse ja mõõduka kuumuse suhtes.

Esimene 127-kubitine kvantprotsessor on valmistatud IBM-i poolt

Piklikud tahmaosakestega segatud grafiidiplaadid

Ma ricercatori dell 'EMPA nad valisid süsinik odav juhimaterjalina, nagu nad hiljuti ajakirjas rõhutasid "Teaduslikud aruanded".
Täpsemalt: piklikud grafiitplaadid, mis on segatud pisikeste tahmaosakestega, mis loovad elektrilise kontakti nende samade struktuuride vahel, kõik maatriksis, mis on valmistatud tuntud biomaterjalist: šellakist, mida saadakse soomusputukate väljaheidetest või eritistest.
Le soomusputukad või, valesti, koktsiidid (Coccoidea Handlirsch), on putukate ülemperekond fütofaag sisaldub järjekorras rhynchota (allühing homoptera, jaotis sternorrhyncha). Košenilli nimi pärineb hispaania keelest Woodlouse ( "puusiga"). Need on eranditult putukad fütomütseus ja moodustavad ühe olulisema kahjulike putukate rühma.
Varem kasutati seda valmistamiseks muusika plaadid; tänapäeval kasutatakse seda muu hulgas kui lakk puidust instrumentidele ja küünte lakkimiseks.
Selle eelised vastavad täpselt teadlaste soovitud profiilile. Lisaks lahustub see alkoholis, seega odav lahusti, mis pärast tindi pealekandmist aurustub ja kuivab.

Nii et Šveitsis on isegi seened õppinud… kirjutama

Vedel materjal, kui sellele mõjub külgmine nihkejõud

Vaatamata nendele lihtsatele koostisosadele osutus ülesanne oodatust keerulisemaks. Seda seetõttu, et kui seda kasutatakse lihtsas siiditrükk või kaasaegsetega 3D-printer, peab tint käituma järgmiselt nihke hõrenemine.
"Puhkes" on tint üsna viskoosne. Kuid printimise ajal, kui sellele avaldatakse külgsuunalist nihkejõudu, muutub see pisut siledamaks, sarnaselt mittetilkuva seinavärviga, mis omandab siledama tekstuuri ainult siis, kui seda rakendatakse rulli jõul.
Kui seda kasutatakse lisandite tootmisel, näiteks 3D-printimine robotkäega on see aga eriti keeruline: liiga viskoosne tint oleks liiga kõva – aga kui see printimisel liiga vedelaks muutub, võivad tahked komponendid eralduda ja printeri väikese düüsi ummistada.

Vedelatele robotitele meeldivad... rakud ekstreemsete keskkondade uurimiseks

Läbis testid nõudlikes protsessides, nagu "robocasting"

Vajalike nõuete täitmiseks töötasid teadlased oma tindi koostisega intensiivselt. Nad testisid kahes suuruses grafiitplaate: 40 mikromeetrit ja 7-10 mikromeetrit pikk.
Samuti oli vaja palju variatsioone ja katseid segamissuhtes grafiit e süsimust, sest liiga palju süsimust muudab materjali hapraks, mis võib tindi kuivamisel praguneda ja praguneda.
Must Carbone o süsimust on pigment, mis tekib selle mittetäielikul põlemisel rasked naftatooted, mis kivisöetõrv, tõrva saadud etüleeni pragunemine, või alates taimsed rasvad ja õlid.
Komponentide koostist ja suhtelist koostist optimeerides saavutab meeskondEMPA suutis välja töötada erinevaid tindi variante, mida saab kasutada erinevates kahe- või kolmemõõtmelistes trükiprotsessides.
"Suurim väljakutse oli kõrge elektrijuhtivuse saavutamine"Ütleb Xavier Aeby, üks kaasatud teadlastest, "ja samal ajal moodustavad süsiniku, grafiidi ja šellaki geelilaadse võrgustiku."
Uurimiskeskuse teadlased Tselluloos ja puitmaterjalid on uurinud selle materjali praktilist käitumist erinevates faasides.
Näiteks väikese testristtahukaga: 15 kattuvat ruudustikku alates 3D-printer, valmistatud peentest traatidest, mille läbimõõt on vaid 0,4 mm.
See tõestas, et tindist piisas isegi selliste nõudlike protsesside jaoks nagu "robocasting".

PSI tulevikus koos Big Data uurimisosakonnaga

Elektritakistusega PET-pingeandur

Tõestamaks selle sobivust päriskomponentide valmistamiseks, ehitasid teadlased muuhulgas a pingeandur: õhuke riba PET millele oli trükitud tindi muster, mille elektritakistus muutus suure täpsusega vastavalt erinevatele paindeastmetele.
Lisaks on tõmbetugevuse, vees stabiilsuse ja muude omaduste katsed andnud paljulubavaid tulemusi ning seega on uurimisrühm.EMPA ta on kindel, et uus materjal, mis on juba patenteeritud, võib praktikas ideaalseks osutuda.
"Loodame, et seda tindisüsteemi saab kasutada säästvas trükitud elektroonikas", järeldas ta Gustav Nystrom.
"See kehtib näiteks juhtivate jälgede ja sensoorsete elementide kohta nutikates pakendites ja biomeditsiiniseadmetes või toidu- ja keskkonnaseire valdkonnas."

On olemas droon, mis "ronib" puude otsa, et neid kaitsta