Мягкая электроника стала многослойной

22.08.2018

Мягкие печатные платы могут изменить наши представления об электронных устройствах. Гибкая и мягкая электроника позволит создать медицинские датчики, которые можно с комфортом носить на себе, совсем не боясь сломать. Но как скоро у нас появятся такие девайсы?

Различные исследовательские группы уже неоднократно демонстрировали опытные образцы мягкой электроники. Как правило, в таких случаях пытаются совместить существующие электронные компоненты с мягкой и прочной подложкой, или же пробуют создать новые гибкие транзисторы и микросхемы. Очередной шаг к выходу "электронно-мягких" технологий за стены лабораторий сделали сотрудники Калифорнийского университета в Сан-Диего. Они пошли по первому пути, внедрив микроскопические компоненты в подложки из эластомера - полимера с высокой эластичностью и вязкостью.

Однако в отличие от предыдущих попыток, на этот раз мягкую плату сделали многослойной. Раньше такое не получалось: основная сложность заключалась в том, что не удавалось создавать прочные электрические соединения между слоями. В обычных, твердых платах это уже давно не проблема, современные печатные платы могут иметь несколько десятков слоев, и мощность устройств можно наращивать, не меняя их размеров.

Чтобы создать мягкий "слоеный пирог", Чжэньлун Хуан (Zhenlong Huang) и его коллеги использовали лазерные технологии: в тончайших подложках из эластомера прожигали отверстия и затем заполняли их материалом-проводником. Внутри слоя компоненты соединяются с помощью гибких медных нитей, скрученных в спирали, которые авторы работы назвали "мостами"; всего слоев было четыре.

Мягкое устройство размером с монету удалось буквально нашпиговать функциями: в нем поместились модуль беспроводной связи и целый набор датчиков (акселерометр и др.). Мягкую плату крепили на шею, голову, руки, что позволяло снимать электроэнцефалограмму, следить за сердечным ритмом и дыханием. С помощью платы также можно было управлять рукой робота, отслеживая нервные импульсы в руке одного из исследователей: робот двигал "пальцами" и "кистью" вслед за человеком.

В дальнейшем в калифорнийской лаборатории намерены еще больше увеличить количество слоев. Возможно, благодаря этой технологии новые удивительные медицинские устройства и всевозможные подвижные и ловкие мягкие роботы появятся быстрее, чем мы думаем.

<< Назад: Самый долговечный сплав 22.08.2018

>> Вперед: Вирусы и водоросли могут быть причиной появления облаков 21.08.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Сверхъяркие тонкопленочные светодиоды и лазеры 02.04.2019 Сверхъяркие светодиоды и лазеры прочно вошли в нашу жизнь и используются как для обычного освещения, так и в разного рода измерительной электронике. Перевести эти полупроводниковые приборы на новый уровень могли бы технологии производства с использованием тонкопленочных структур. Например, тонкопленочные транзисторы сделали технологию производства жидкокристаллических панелей повсеместной и доступной, что было бы невозможно в случае одних лишь дискретных транзисторов. В Европе задача разработать технологию производства тонкопленочных светодиодов и полупроводниковых лазеров поставлена известному бельгийскому ученому микроэлектронщику Полу Хермансу (Paul Heremans). Панъевропейский совет European Research Council (ERC), распределяющий средства на перспективные разработки в Европе, выделил Полу Хермансу грант на пять лет в размере 2,5 млн евро. Это не первый грант ERC, который получил Херманс. За свою карьеру в бельгийском исследовательском центре Imec он возглавил много успешных проектов в области разработки полупроводников, в частности, в 2012 году Херманс получил грант на проект по производству кристаллических органических полупроводников. Тонкопленочные светодиоды и лазеры также предполагается разрабатывать с использованием органических материалов. Сегодня тонкопленочные светодиоды обладают яркостью, которая в 300 раз слабее, чем у дискретных сверхъярких светодиодов на основе материалов из III-V групп таблицы Менделеева. Задачей Херманса станет приблизить яркость тонкопленочных структур к возможностям их дискретных собратьев. При этом выпускать тонкопленочные структуры можно будет на тонких и гибких подложках из целого спектра материалов, включая пластик, стекло и металлическую фольгу. Продвижение на данном фронте позволит совершить прорыв на массе перспективных направлений. Это и кремниевая фотоника, и дисплеи для гарнитур дополненной реальности, и лидары для самоуправляемых автомобилей, и спектрометры для индивидуальных диагностических систем и многое-многое другое.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025