الأربعاء، 21/02/2018-09:00 ص 3 تعليقات لورا بانجواني--محرر

وبفضل الاكتشافات الأخيرة، الباحثين والشركات المصنعة الآن قادرة على إثبات نجاح 3D الإلكترونيات المطبوعة باستخدام أحبار نانوحبيبات الفضة. بينما أثبتت هذه التكنولوجيا أن تكون واعدة جداً للطاقة أقل النظم الإلكترونية، أنه لا يمكن للنظم التي تتطلب كثافة عالية-الحالية، المعروفة باسم“إلكترونيات القوى.”

“نفس الخصائص التي تجعل من الفضة جذابة للإلكترونيات المطبوعة—أن القدرة على الملبدات في درجات حرارة منخفضة لأن ذلك’s غير مستقرة جداً وأن ذرات تهاجر مع انخفاض درجات الحرارة والطاقة المنخفضة—وهذا يمكن أن يؤدي إلى فشل سابق لأوانه عندما يكون لديك أعلى الكثافات الحالية الجارية من خلال ذلك،” وقال غريغ فريتز، عالم مادي في "المختبر دريبر ستارك تشارلز".“الكثير من تكنولوجيا الإلكترونيات المطبوعة قد على الدوائر المطبوعة، وانخفاض الطاقة أن العمل على ما يرام مع أحبار نانوحبيبات الفضي، ولكن دريبر المنتجات ذات الطاقة العالية وصغيرة جداً حتى أننا لسنا قادرين على استخدام الفضة المطبوعة لهذه المنتجات.”

وبسبب هذا، تعمل حاليا فريتز وفريقه في دريبر على تقنيات بديلة للطباعة عالية الطاقة والإلكترونيات.

وناقش فريتز مؤخرا هذا العمل في مؤتمر فليكس 2018، الذي عقد يومي 12-15 في مونتيري، كاليفورنيا.

قبل العرض الذي قدمه—عنوان“تمكين إلكترونيات الطاقة المطبوعة من خلال التعاون”—فريتز تكلم مع مجلة RandD حول ما تقوم به هو وزملاؤه جعل إلكترونيات القوى المطبوعة إلى حقيقة واقعة.

مجلة RandD: ما يندرج تحت“الطاقة” مظلة للإلكترونيات؟

فريتز: مصطلح‘الطاقة’ نوع من تسمية خاطئة لأن أنها حقاً إشارة إلى كثافة الطاقة عالية. وعندما نقول السلطة، نعني المحرك بشيء دون تفاقم حجم المنتج بعد نقطة لا معنى لها، ولا يزال الحفاظ على الأداء. الطريقة التقنية أكثر لوصف ما نقوم به هو أننا نحاول خلق مواد القابلة لطباعة التي يمكن التعامل مع الكثافة العالية الحالية دون إخضاعها لمعالجة ارتفاع درجة الحرارة.

مجلة RandD: ما هي التطبيقات لالكترونيات القوى المطبوعة؟  فريتز: فإننا نجد أن المجالس بدون طيار طاقة عالية جداً في الواقع حيث أننا نحاول طباعة‘الشجاعة’ من دون طيار. بين البطارية وبقية طائرة بدون طيار— الأضواء و coms والمروحة وجميع الأشياء الأخرى—وهناك واحد من المجلس أن يحصل على كل السلطة. أنها تتطلب أمبير مفرد أو الامبير أكثر من عشرة من الحالية، وأن’s الكثير من السلطة للفضة لتحمل عندما يمكنك تقليص حجم الموصل.  نحن نبحث أيضا في الهوائيات عالية الطاقة. لدينا هوائيات 3D التي نبذلها الآن مع سلك أو النحاس أو غيرها من المواد ذات الحجم الكبير، ولكن سيكون لطيف حقاً لو أننا يمكن فقط طباعة هذه المواد، واليوم يمكننا أن’تي تفعل ذلك مع الأحبار المطبوعة المتوفرة.  مجلة RandD: لماذا لا الأحبار المستخدمة حاليا نانوحبيبات الفضة فعالة للإلكترونيات المطبوعة رفيع المستوى؟  فريتز: يعمل الفضة للإلكترونيات المطبوعة نظراً لأنه يقوم بعمل جيد حقاً للذهاب من حبر إلى خطوط مستمرة. يرجع ذلك إلى أنه سيتم التحرك الذرات السطحية للجسيمات الفضة حتى وجدوا بقعة من طاقة منخفضة. وهذا يعني عموما أنهم الملبدات في هذه الآثار المستمرة كهربائياً جداً سهولة. لسوء الحظ، بمجرد أنها تشكل التي تتبع مستمر، هذه الخاصية لا يتغير حتى الآن عندما أضع الطاقة في ذلك، في شكل حرارة أو الحالية المرتفعة حتى أكثر شيوعاً، سوف تحصل على الهجرة مما أدى إلى فشل. أنها’s نفس الخصائص، حيث سوف تنتشر الذرات بين السطح وأنها سوف تفتح الفراغات. هذا السبب في عدم استخدام الفضة في الهاتف الخليوي أو الكمبيوتر المحمول الخاص بك كموصل الطاقة—فضة هذا قائدة العظيم، ولكن لديها هذه المشكلة كونها غير مستقرة، لا سيما مع تيارات عالية.  مجلة RandD: ما هي سبل البحث أنت استكشاف لطباعة إلكترونيات الطاقة؟  فريتز: ما نريد أن نفعله أن تكون قادراً على طباعة شيء ما—مثل الفضة حيث لبيدة جيدا— ولكن مجرد لبيدة أنه توقف حاليا غير مستقر. وهذا صعبة جداً لأن على أعلى من ذلك ونحن نضيف على شرط أن نحن دون’نريد معالجة ارتفاع الضغط. الناس في جميع أنحاء العالم تعمل على الطباعة مع النحاس والذهب وغيرها من المواد، وحقاً الحصول على نوعية جيدة النحاس أو الذهب، تحتاج أيضا إلى ارتفاع الضغط أو درجة الحرارة العالية أثناء عملية تلبد لأنه خلافا للفضة فإنه’s دائماً مستقرة نسبيا.  ما هي أننا’لقد تأتي مع طريقة لجعل هذه المقايضة. نبدأ مع مواد التي الطبقات نانو—حيث أنها غير مستقرة كحبر، فقد كواشف مختبر نانو متباعدة. مرة واحدة ونحن طباعة الحبر وإننا الملبدات أنه، ونحن قادرون على تشكيل مادة جديدة، وهي سبيكة من هيكل الطبقات بدأنا مع، لكن الآن هذا سبيكة جديدة لها خصائص مختلفة تماما. أنها مستقرة الحرارة المرتفعة أصلاً. نحن’لقد أثبت هذا، ونحن’لقد بذل الموصلات بهذه الطريقة.  سقوط هذا أننا بحاجة إلى مواصلة تحسين الخصائص الأخرى—استقرار الميكانيكية للإلكترونيات مرنة، والربط الإلكتروني لجعلها تنافسية أكثر مباشرة مع الفضة متاحة. ومع ذلك، نحن’لقد تمكنت من جعل هذه الأحبار الجديدة ونحن حاليا تطبع لهم في جميع أنواع الطابعات التجارية. ونحن قبالة بداية تبشر بالخير.  مجلة RandD: هناك حواجز لإنجاح هذه التكنولوجيا؟  فريتز: هناك بعض التحسين ينبغي القيام به في هذا المجال، وهناك بعض كيمياء الجديدة التي نحن بحاجة إلى أن تكون على علم. نحن نحاول تحسين قابلية مقاومة. ونحن نفهم أن هناك مفاضلة. لا نحن ذاهبون للفوز على الفضية فيما يتعلق بالمقاومة. ولكن حتى في الهاتف الخلوي فإنها تستخدم الأسلاك النحاسية، ويمكنك مقايضة المقاومة أفضل من الفضة، لموثوقية النحاس. وهذا كل ما نطلبه السوق أن تفعل كذلك. أنا ارتداء’تي أعتقد أنه من الجنون أن يقول نحن ذاهبون ليكون مقاومية أسوأ من الفضة، مع فائدة إضافية لكونها طاقة عالية للطباعة والمناولة، ولكن نحن بحاجة إلى التأكد من أن نحن لم تشهد الكثير من بعقوبة في المقاومة. نحن’لقد ثبت لدينا مفهوم وأعتقد الآن أننا بحاجة إلى فهم كم مزيد من التحسين في المقاومة نحن بحاجة إلى جعل هذا تبني.  مجلة RandD: ما هي مزايا أكبر من اتباع نهج للطباعة لهذه الإلكترونيات عالية الطاقة؟  فريتز: والتحدي الحقيقي مع بعض منتجاتنا أن علينا دون’لديك الكثير من الفضاء. نحن بحاجة إلى وضع شيء هناك التي ستكون الامتثالي وتناسب في بقعة غريبة. فمن الأسهل في بعض الطرق للطباعة. لأن حجم الشركة، الكثير من الأوقات ما نقوم به هو بدءاً من المنتجات المتاحة تجارياً التي يتم إجراؤها في بلايين وحدات في سنة وثم أخذ بعض هذه الرقائق أو مكونات أخرى نريد وإضافة شيء إليها.  نريد أيضا أن الاتصال رقائق متعددة في وحدة نمطية واحدة على نحو يجعل من وحدة نمطية كاملة لها قيمة مضافة. نحن تطبع هذه اتصال وصلتي التعبئة والتغليف، وهذه اتصال وصلتي بين رقائق أو المنتجات التجارية، نظراً لأننا نريد أن تكون قادرة على القيام بذلك بسرعة، داخليا، ونحن نريد القيام بذلك بطريقة يمكن أن نثق بالنوعية. الطباعة بفوائد كونفورمابيليتي والقدرة على العمل على أجزاء أصغر حجماً ومخصصة لك كولدن’t تستطيع أن تعمل في مصنع لتصنيع. حقيقة أن يمكنك التحكم فيه يعني أي شخص يستطيع القيام بذلك. إذا أننا يمكن أن يحقق هذا السوق أي شخص يمكن طباعة الدوائر الخاصة بهم.  تم تحرير هذه المقابلة للطول والوضوح