传感器|柔性电子设备印刷新技术

江苏激光联盟导读：
据悉，韩国大邱庆北科学技术研究所（音译，全称Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology-DGIST) 的研究人员开发了一种新技术，能够更有效地为电子设备进行转移印刷。

【传感器|柔性电子设备印刷新技术】(A)基于高CTE材料的原子扩散水平的干转移印刷工艺示意图。该工艺分为低互扩散层(金)和（B）高互扩散层(铜) ，需要反原子扩散层。来源: Science Advances该研究发表在《Science Advances》杂志上，可以改善生物传感器和可穿戴设备等精密设备的制造。 DGIST研究的主要作者之一Seungkyoung Heo解释说：“我们的研究团队是第一个开发出这种即时干转移印刷技术的人，这种技术既可以小规模、也可以大规模进行使用，并不需要昂贵的设备。 ”转移印刷是从一种材料中提取功能元素，并将其应用于另一种材料中。该方法可以运用于柔性和可拉伸的电子设备，而这些电子设备应用极其广泛，例如无线通信系统、可穿戴健康监视器和柔性电子显示屏。最常见的制造技术是湿转移印刷，缺点较为明显，使其应用受限。比如精度有限、处理时间长以及打印过程中流体运动会导致设备位移或变形。近年来，已经开发了替代此方法的干转移印刷法（例如激光印刷），但是后者的应用条件略苛刻或设备较昂贵，因此尚未被广泛使用。 DGIST研究人员开发的印刷技术可以说是巨大的创新，是迄今为止最通用、最具可扩展性的干转移方法。重要的是，该技术可以为小规模研究机构所用，因为他们没有传统的干转移印刷设备。这种新颖的印刷技术利用了不同材料受热膨胀速度不同的原理，通过将待印刷的器件放置在它将要附着的表面上，然后提高温度，引起热应力，在层间产生裂缝。这样可以在打印后成功分离各层，确保设备可靠、即时释放。在这项研究中，研究人员通过制作心电图传感器、气体传感器、光遗传探针和无线电力传输天线，展示了这项技术的多功能性和高适用性。实验分析证实，新的印刷技术比传统的湿转移印刷方法更准确、更快速，只需几秒钟，并且在释放后可以保持设备的原始形状和结构。而湿转移印刷则完全不同，其印刷速度较慢，还会导致起皱。干法印刷技术也可以扩大规模，以适应不同的尺寸和形状，它还可以与其他广泛使用的印刷工具（如热剥离膜）共同使用。它还具有能够精确转移具有复杂结构的器件的优势，从而提高精密器件行业和高科技行业的生产率。 “我们现在计划通过将其集成到我们实验室正在研究的许多生物传感器、无线电力传输系统和可拉伸设备中来进一步优化该技术， ”DGIST研究的另一位主要作者Jeongdae Ha说。来源：Seungkyoung Heo et al Instant multiscale dry transfer printing by atomic diffusion control at heterogeneous interfaces Science Advances (2021).DOI: 10.1126/sciadv.abh0040