Componentes Eletrônicos do Futuro

Uma nova técnica de fabricação utiliza um processo semelhante ao da impressão de jornais para formar metais mais suaves e flexíveis para a fabricação de dispositivos eletrônicos ultrarrápidos.

O processo de baixo custo, desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Purdue, combina ferramentas já usadas na indústria para a fabricação de metais em larga escala, mas usa a velocidade e a precisão da impressão de jornal rolo-a-rolo para remover algumas barreiras de fabricação na fabricação de eletrônicos. mais rápido do que são hoje.

Celulares, laptops, tablets e muitos outros eletrônicos confiam em seus circuitos metálicos internos para processar informações em alta velocidade. As técnicas atuais de fabricação de metal tendem a fazer esses circuitos obtendo uma fina chuva de gotas de metal líquido para passar através de uma máscara de estêncil na forma de um circuito, como uma espécie de pulverização de grafite nas paredes.

“Infelizmente, esta técnica de fabricação gera circuitos metálicos com superfícies ásperas, fazendo com que nossos dispositivos eletrônicos aqueçam e drenem suas baterias mais rapidamente”, disse Ramses Martinez, professor assistente de engenharia industrial e engenharia biomédica.

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Futuros dispositivos ultra-rápidos também exigirão componentes de metal muito menores, o que exige uma resolução maior para torná-los nesses tamanhos em nanoescala.

“Formar metais com formas cada vez menores exige moldes com maior e maior definição, até chegar ao tamanho da nanoescala”, disse Martinez. “Acrescentar os mais recentes avanços em nanotecnologia exige que padronizemos metais em tamanhos ainda menores que os grãos de que são feitos. É como fazer um castelo de areia menor do que um grão de areia.”

Future electronic components to be printed like newspapers

Os pesquisadores da Purdue desenvolveram uma nova técnica que imprime metais como os jornais, tornando-os mais suaves e flexíveis para um melhor fluxo de corrente ao longo de um circuito metálico. Crédito: Universidade de Purdue image / Ramses Martinez

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Este chamado “limite de formabilidade” dificulta a capacidade de fabricar materiais com resolução em nanoescala em alta velocidade.

Os pesquisadores de Purdue abordaram essas duas questões – rugosidade e baixa resolução – com um novo método de fabricação em grande escala que permite a formação de circuitos metálicos lisos em nanoescala usando lasers de dióxido de carbono convencionais, que já são comuns para corte e gravação industrial.

“Imprimir minúsculos componentes de metal, como os jornais, torna-os muito mais suaves. Isso permite que uma corrente elétrica viaje melhor com menos risco de superaquecimento”, disse Martinez.

O método de fabricação, chamado de superplasticidade induzida por laser roll-to-roll, usa um selo de rolamento como os usados ​​para imprimir jornais em alta velocidade. A técnica pode induzir, por um breve período de tempo, um comportamento “superelástico” a diferentes metais aplicando disparos a laser de alta energia, o que permite que o metal flua para as características em nanoescala do selo de rolamento – contornando o limite de formabilidade.

“No futuro, a fabricação de dispositivos roll-to-roll usando nossa técnica poderia permitir a criação de telas sensíveis ao toque cobertas com nanoestruturas capazes de interagir com a luz e gerar imagens 3-D, bem como a fabricação econômica de produtos mais sensíveis. biossensores “, disse Martinez.

Os pesquisadores discutem sua tecnologia na Nano Letters, uma publicação da American Chemical Society.

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