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一种新的制造技术使用类似于报纸印刷的工艺,以形成更光滑和更灵活的金属,用于制造超快电子器件。
由普渡大学研究人员开发的低成本工艺结合了工业中已经用于大规模制造金属的工具,但使用卷对卷报纸印刷的速
度和精度来消除制造电子产品时的几个制造障碍 比现在更快。
手机,笔记本电脑,平板电脑和许多其他电子产品依靠其内部金属电路来高速处理信息。目前的金属制造技术倾向于
通过使薄薄的液态金属液滴通过电路形状的模板掩模来制造这些电路,有点像在墙壁上喷涂涂鸦。
“不幸的是,这种制造技术会产生表面粗糙的金属电路,导致我们的电子设备升温并更快地耗尽电池,”工业工程和
生物医学工程助理教授Ramses Martinez说。
未来的超快设备也需要更小的金属部件,这要求更高的分辨率使它们具有这些纳米级尺寸。
“形成尺寸越来越小的金属需要具有更高和更高清晰度的模具,直到达到纳米级尺寸,”Martinez说。 “增加纳米技术
的最新进展需要我们对金属进行图案化,其尺寸甚至比它们制成的谷物还要小。这就像制作比沙粒小的沙堡。“
这种所谓的“可成形性极限”妨碍了以高速制造具有纳米级分辨率的材料的能力。
普渡大学的研究人员通过一种新的大规模制造方法解决了这两个问题 - 粗糙度和低分辨率 - 这种方法能够使用传统
的二氧化碳激光器在纳米级形成光滑的金属电路,这种激光在工业切割和雕刻中已经很常见。
“像报纸一样打印微小的金属部件使它们更加平滑。这使得电流能够以更低的过热风险传播,“Martinez说。
这种制造方法称为卷对卷激光诱导的超塑性,使用的滚动印章就像用于高速印刷报纸的印章一样。该技术可以在
短时间内通过应用高能激光照射诱导不同金属的“超弹性”行为,这使得金属能够流入滚动印章的纳米级特征 - 绕过可成形性极限。
“在未来,使用我们的技术进行卷对卷制造设备可以创建覆盖有纳米结构的触摸屏,该纳米结构能够与光相互作用并
生成3D图像,以及经济高效地制造更灵敏的生物传感器, “马丁内斯说。