Tiskani kompozitni film tehnologija je danas jedna od najuzbudljivijih granica u znanosti o materijalima, predstavljajući temeljnu promjenu u filozofiji dizajna funkcionalnih materijala i proizvodnji elektroničkih proizvoda. Ova tehnika se ne odnosi samo na izradu elektroničkih komponenti; radi se o korištenju naprednih tinti od kompozitnog materijala za stvaranje tankih filmova sa specifičnim multifunkcionalnim svojstvima na fleksibilnim, jeftinim podlogama.
Inovacija materijala: Prilagodba funkcionalnih tinti
Izvedba a tiskani kompozitni film temelji se na preciznom dizajnu svoje tinte od kompozitnog materijala. Za razliku od tradicionalnih slojeva od jednog materijala, kompozitne tinte omogućuju inženjerima miješanje i raspršivanje različitih funkcionalnih komponenti na nanoskali, postižući performanse koje je teško usporediti s monolitnim materijalima.
Sinergijski učinci kompozitnih materijala
- Vodljivost i mehanička fleksibilnost: Na primjer, visoko vodljive srebrne nanožice ili grafen raspršeni su u elastomerni polimer. Dobiveni vodljivi kompozitni film održava nisku otpornost čak i pri opetovanom savijanju i istezanju, što je bitno za nosivu opremu i elektroničku kožu.
- Senzor i selektivnost: Ugradnjom nanočestica metalnih oksida ili ugljičnih materijala unutar polimerne matrice mogu se proizvesti senzori s visokom selektivnošću i osjetljivošću na specifične plinove ili biomolekule. Struktura i sastav ovih kompozitnih filmova mogu se precizno podesiti kako bi zadovoljili različite potrebe praćenja okoliša.
- Dielektrična izvedba: Uključivanje keramičkih čestica visoke dielektrične konstante (kao što je barijev titanat) u polimer s niskim gubitkom dielektrika može proizvesti fleksibilne kondenzatore s izvrsnim performansama za uređaje za pohranu energije.
Ovaj pristup "temeljen na formulaciji" uvelike proširuje mogućnosti dizajna materijala, omogućujući tiskani kompozitni film istovremeno posjedovati višestruke funkcije kao što su provođenje, osjet, skladištenje energije ili emisija svjetlosti.
Održiva proizvodnja: Kretanje prema eri zelene elektronike
Tiskani kompozitni film tehnologija je snažno usklađena s ciljevima održivosti, nudeći ekološki prihvatljiviji i ekonomičniji put za proizvodnju elektronike.
Smanjenje troškova i potrošnje energije
Tradicionalna proizvodnja poluvodiča oslanja se na skupe i energetski intenzivne vakuumske procese (poput fotolitografije i raspršivanja) i ekološki štetno kemijsko jetkanje. Nasuprot tome, tehnologija ispisa je:
- Aditivna proizvodnja: Materijal se odlaže samo tamo gdje je potreban, čime se drastično smanjuje materijalni otpad.
- Obrada na sobnoj/niskoj temperaturi: Mnogi procesi ispisa mogu se provoditi na sobnoj ili niskoj temperaturi, čime se značajno smanjuje potrošnja energije tijekom proizvodnje.
- Proizvodnja velikih površina i iz role u rolu (R2R): Tehnologije ispisa lako su skalabilne na velike količine, kontinuirane R2R proizvodne linije, povećavajući učinkovitost proizvodnje i dodatno smanjujući troškove.
Primjena ekološki prihvatljivih materijala
Fleksibilne podloge za tiskani kompozitni film može koristiti biorazgradive materijale ili materijale na biološkoj osnovi (kao što su polimeri na bazi celuloze ili škroba), u kombinaciji s netoksičnim tintama ili tintama koje se mogu reciklirati. To olakšava stvaranje ekološki prihvatljiv elektronički proizvodi, poput kratkotrajnih medicinskih dijagnostičkih flastera ili pametnih naljepnica za pakiranje.
Buduća perspektiva: Izgradnja inteligentnih sučelja
Gledajući unaprijed, tiskani kompozitni film tehnologija će biti ključna za izgradnju "ambijentalne inteligencije" i "besprijekorne interakcije čovjeka i stroja".
Višeslojnim pretiskom različitih funkcionalnih kompozitnih boja—kao što su vodljive tinte, tinte za poluvodiče i tinte od emitivnih materijala—na isti film možemo stvoriti:
- Integrirani fleksibilni krugovi: Cjelokupni izvori energije, senzori, logički sklopovi i komunikacijske antene ispisani na jednom filmu.
- Pametne interaktivne površine: Bilo koja površina (zidovi, namještaj, odjeća) može se transformirati u interaktivno sučelje osjetljivo na dodir ili dinamički zaslon putem tiskanih filmova.
Kako se napredak u formulacijama kompozitnih tinti i preciznosti ispisa nastavlja, tiskani kompozitni film spremna je postati ključna tehnologija koja će potaknuti široko prihvaćanje Interneta stvari (IoT) i personaliziranih medicinskih uređaja.
