اجزای الکترونیکی قابل چاپ

تکنیک جدید مهرزنی، ویژگی های کاربردی جدیدی در ابعاد نانومتری خلق کرده است. بار دیگر که شما قهوه خود را سفارش دهید، فرض کنید قطره ای از این قهوه به صورت یک قطعه الکترونیکی بر روی میز بریزد و شما بتوانید دمای دقیق آن را بدون در نظر گیری فوم اسپرسو بدانید.  

یک روزی، فن آوری جدید در حوزه مهرزنی که  چنین استیکر هایی را ایجاد کرده، ما را با نوعی بسته بندی آشنا مینماید که شمارش معکوس دیجیتالی برای هشدار در خصوص خرابی محصولات ارائه میدهد و یا قاب پنجره، بر اساس دمای هوای بیرون، از پیش بینی روز خبر خواهد داد. مهندسین در کمپانی MIT، فرآیندی سریع در حوزه چاپ ابداع کرده اند که ممکن است اینچنین سطوح الکترونیکی را به واقعیت ارزان قیمت تبدیل کند. در مقاله ای که همین امروز در خصوص علوم فن آوری پیشرفته منتشر گردید، محققان از ساخت مهری گزارش داده اند که از نانوتیوب های کربنی ساخته شده و قادر به چاپ جوهرهای الکترونیکی بر روی سطوح سفت و قابل انعطاف می باشد.

"ای جان هارت"( A. John Hart)، دانشیار توسعه فنون بخش مهندسی مکانیک و فن آوری معاصر کمپانی MIT در این خصوص میگوید:" این پروسه جدید مهرزنی گروهی، بایستی قادر به چاپ ترانزیستورهای کوچک جهت کنترل پیکسل های کوچک صفحه های نمایش و لمسی افراد باشد. این روش جدید چاپ همچنین میتواند روشی ارزان و سریع برای ساخت سطوح الکترونیکی در برنامه های کاربردی ارائه دهد که هنوز ناشناخته مانده اند.

به گفته هارت:" نیاز به چاپ تجهیزات الکترونیکی بسیار ارزان به شدت بالا گرفته  و این روش جدید چاپ، محاسبات و عملکردهای تعاملی بسیار ساده ای دارد. وی ادامه داد:" این فرآیند جدید چاپ که ما ارائه میدهیم، یک فن آوری توانمند برای عملکردهای مهم، اجزای کاملا الکترونیکی قابل چاپ همچون سنسورها، سطوح نوری کاربردی و سنسورهای ماندگار می باشد." "سانها کیم"(Sanha Kim)، فوق دکترای مکانیک در کمپانی MIT، نویسنده اصلی و هارت، نویسنده ارشد این مقاله می باشند. از سایر نویسندگان همراه آنها میتوان به حسین سجودی(Hossein Sojoudi)دانشجوی فوق دکترا در رشته مهندسی مکانیک و شیمی، ژائو هانگبو(Hangbo Zhao) و دانشکودی ماریاپان(Dhanushkodi Mariappan)، دانشجویان کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک و همچنین گارت مکینلی (Gareth McKinley) استاد مهندسی آموزش نوآوری و کارن گلیسون(Karen Gleason)، استاد مهندسی شیمی اشاره کرد.

در سال های اخیر تلاش های فراوانی در عرصه چاپ سطوح الکترونیکی با استفاده از فنون چاپ جوهرافشان و مهرزنی با لاستیک انجام گرفته اما هیچ یک از آنها به نتیجه نرسیده اند .  ازآنچایی که کنترل همه این فنون در بازه های بسیار کوچک، اغلب دشوار می باشد،  تمایل دارند از الگوهای " حلقه قهوه " ( منظور از این اصطلاح ، الگوی گردی است که در انتهای فنجان قهوه ظاهر میگردد ) ، استفاده کنند که در آن نشت جوهر بر روی لبه ها مشهود بوده و یا چاپ به صورت ناهموار میتواند مدارهای گردی را تولید کند .

به گفته هارت : " محدودیت های عمده ای پیش روی فرآیندهای چاپ در خصوص کنترل اندازه بیش از حد قطعات و ضخامت لایه های چاپی وجود دارد . وی ادامه میدهد برای چیزهایی همچون یک ترانزیستور و یا فیلم بسیار نازک با ویژگی های نوری و الکترونیکی ، این خصوصیات بسیار حائز اهمیت هستند .

هارت و تیم او با طراحی مهرهای نانو، به دنبال چاپ قطعات الکترونیکی بسیار دقیق تر می باشند . بنا به استدلال آنها ، مهر بایستی متخلخل شود تا ذرات نانو یا جوهر ، به طور یکنواخت بوسیله مهر بر روی سطح مورد چاپ منتقل شوند . مهری که با این دستاورد تولید میشود ، بایستی ماندگاری و ثبات بالاتری نسبت به نمونه های معمولی داشته باشد .  هارت و کیم از مواد بسیار کاملی برای تهیه این مهر استفاده کرده اند . همچون : نانو تیوب های کربنی و برگه های میکروسکوپی با اتم های کربنی که در سیلندرها تعبیه شده اند . به گفته هارت ، با استفاده از نانوتیوب های کربنی ، جوهر بر روی یک سطح صاف همچون قلم های نازک چاپ خواهد شد .