POR LOUIS BERGERON
Traduzido Pelo Blog NaoPareAgora
Pesquisadores de Stanford desenvolveram um novo método de fixar nanofios eletrônicos para a superfície de praticamente qualquer objeto, independentemente da sua forma ou o material que é feita. O método poderia ser usado para fazer tudo, desde eletrônicos portáteis e monitores flexíveis a células solares de alta eficiência e biossensores ultra-sensíveis.
Nanofios eletrônicos de são promissores blocos de construção para praticamente qualquer dispositivo eletrônico digital utilizado hoje em dia, incluindo computadores, câmeras e telefones celulares. O circuito eletrônico é tipicamente fabricado em um chip de silício. O circuito adere à superfície do chip durante a fabricação e é extremamente difícil de separar, por isso, quando o circuito é incorporado um dispositivo eletrônico, permanece ligado ao chip. Mas os chips de silício são rígidos e frágeis, limitando os possíveis usos de produtos de nanofios eletrônicos vestível e flexível.
A chave para o novo método é o revestimento da superfície da pastilha de silício com uma camada fina de níquel antes de fabricar os circuitos eletrônicos. Níquel e silício são hidrofílicos, (compostos que tem atração por água) que significa quando eles são expostos à água assim que a fabricação dos dispositivos nanofios é finaliazada, a água penetra facilmente entre os dois materiais, destacando-se o níquel e os componentes eletrônicos sobrejacente da pastilha de silício.
"O processo de separação pode ser feito à temperatura ambiente em água e leva apenas alguns segundos", disse Xiaolin Zheng, um professor assistente de engenharia mecânica, que liderou o grupo de pesquisa que desenvolveu o processo. "O processo de transferência tem quase 100% sucesso, ou seja, os dispositivos podem ser transferidos sem sofrer qualquer dano."
Após o desprendimento, as pastilhas de silício estão limpas e prontas para reutilização, o que deverá reduzir significativamente os custos de fabricação.
Zheng é um dos autores de um artigo descrevendo o método que será publicado na próxima edição da revista Nano Letters. O documento está disponível online agora. Chi Hwan Lee e Dong Rip Kim, ambos estudantes de pós-graduação no laboratório de Zheng, são co-autores.
Depois de aplicar a camada de níquel no chip de silício, os pesquisadores também estipularam uma camada ultrafina de um polímero que agi como um isolante e fornece suporte mecânico para a eletrônica.
A camada de polímero ultrafino também é extremamente flexível, que é o que permite que Zheng e sua equipe para anexar seus nanofios eletrônicos a uma grande variedade de formas e materiais, incluindo papel, têxteis, plásticos, vidro, papel alumínio, luvas de látex - mesmo uma latinha amassada de Coca-Cola.
"As camadas de polímero que estamos usando são cerca de 15 vezes mais finas do que o filme plástico que você usa para cobrir um prato de comida", disse Zheng. "Uma vez que o polímero tem um grau tão grande de flexibilidade, você pode envolver o polímero com dispositivos de nanofios sob qualquer coisa enquanto segue a forma de qualquer objeto."
Atualmente sua equipe tem trabalhado com camadas de polímero com cerca de 800 nanômetros de espessura. Um nanômetro é um milionésimo de milímetro.
Mas o que realmente faz com que os dispositivos sejam assim flexíveis, o que permite os dispositivos de dobrar com o substrato flexível, é a curto comprimento dos nanofios usados para fabricar os circuitos.
"O tamanho desses nanofios é apenas alguns milésimos de milímetro de comprimento", disse Zheng. "Em comparação com a curvatura dos objetos que estamos fixando-os, que é mesmo muito curto, por isso há muito pouca deformação sobre os nanofios."
Devido aos nanofios serem tão curtos, quando eles são colocados em uma complicada superfície, mesmo as curvas acentuadas de uma garrafa de água de plástico amassada - é como se a superfície fosse praticamente plana.
Pesquisadores de Stanford desenvolveram um novo método de fixar nanofios eletrônicos para a superfície de praticamente qualquer objeto, independentemente da sua forma ou o material que é feita. O método poderia ser usado para fazer tudo, desde eletrônicos portáteis e monitores flexíveis a células solares de alta eficiência e biossensores ultra-sensíveis.
Nanofios eletrônicos de são promissores blocos de construção para praticamente qualquer dispositivo eletrônico digital utilizado hoje em dia, incluindo computadores, câmeras e telefones celulares. O circuito eletrônico é tipicamente fabricado em um chip de silício. O circuito adere à superfície do chip durante a fabricação e é extremamente difícil de separar, por isso, quando o circuito é incorporado um dispositivo eletrônico, permanece ligado ao chip. Mas os chips de silício são rígidos e frágeis, limitando os possíveis usos de produtos de nanofios eletrônicos vestível e flexível.
"O processo de separação pode ser feito à temperatura ambiente em água e leva apenas alguns segundos", disse Xiaolin Zheng, um professor assistente de engenharia mecânica, que liderou o grupo de pesquisa que desenvolveu o processo. "O processo de transferência tem quase 100% sucesso, ou seja, os dispositivos podem ser transferidos sem sofrer qualquer dano."
Após o desprendimento, as pastilhas de silício estão limpas e prontas para reutilização, o que deverá reduzir significativamente os custos de fabricação.
 |
| Professor Assistente Xiaolin Zheng, centro, com os estudantes graduados, Chi Hwan Lee, a esquerda e Dong Rip Kim. |
Zheng é um dos autores de um artigo descrevendo o método que será publicado na próxima edição da revista Nano Letters. O documento está disponível online agora. Chi Hwan Lee e Dong Rip Kim, ambos estudantes de pós-graduação no laboratório de Zheng, são co-autores.
Depois de aplicar a camada de níquel no chip de silício, os pesquisadores também estipularam uma camada ultrafina de um polímero que agi como um isolante e fornece suporte mecânico para a eletrônica.
A camada de polímero ultrafino também é extremamente flexível, que é o que permite que Zheng e sua equipe para anexar seus nanofios eletrônicos a uma grande variedade de formas e materiais, incluindo papel, têxteis, plásticos, vidro, papel alumínio, luvas de látex - mesmo uma latinha amassada de Coca-Cola.
"As camadas de polímero que estamos usando são cerca de 15 vezes mais finas do que o filme plástico que você usa para cobrir um prato de comida", disse Zheng. "Uma vez que o polímero tem um grau tão grande de flexibilidade, você pode envolver o polímero com dispositivos de nanofios sob qualquer coisa enquanto segue a forma de qualquer objeto."
Atualmente sua equipe tem trabalhado com camadas de polímero com cerca de 800 nanômetros de espessura. Um nanômetro é um milionésimo de milímetro.
Mas o que realmente faz com que os dispositivos sejam assim flexíveis, o que permite os dispositivos de dobrar com o substrato flexível, é a curto comprimento dos nanofios usados para fabricar os circuitos.
"O tamanho desses nanofios é apenas alguns milésimos de milímetro de comprimento", disse Zheng. "Em comparação com a curvatura dos objetos que estamos fixando-os, que é mesmo muito curto, por isso há muito pouca deformação sobre os nanofios."
Devido aos nanofios serem tão curtos, quando eles são colocados em uma complicada superfície, mesmo as curvas acentuadas de uma garrafa de água de plástico amassada - é como se a superfície fosse praticamente plana.
Os dispositivos também podem ser facilmente aplicados a uma superfície, removidos e aplicados novamente para outra superfície, várias vezes, sem degradar o circuito.
Alguma das principais aplicações do processo que Zheng prevê será na área da pesquisa biológica. Dispositivos de nanofios podem ser conectados diretamente aos tecidos do coração ou do cérebro para medir os sinais elétricos dos tecidos.
"Os pesquisadores poderão medir arritmias cardíacas ou como um neurônio dispara", disse ela. "Esses sinais são elétricos, mas para medi-los você precisa de um revestimento muito adaptável, muito fina que permite que os sinais para propagar por todo o substrato."
Alguma das principais aplicações do processo que Zheng prevê será na área da pesquisa biológica. Dispositivos de nanofios podem ser conectados diretamente aos tecidos do coração ou do cérebro para medir os sinais elétricos dos tecidos.
"Os pesquisadores poderão medir arritmias cardíacas ou como um neurônio dispara", disse ela. "Esses sinais são elétricos, mas para medi-los você precisa de um revestimento muito adaptável, muito fina que permite que os sinais para propagar por todo o substrato."
O processo de transferência também pode ser usado no desenvolvimento de células solares flexíveis de alta eficiência, e teria provavelmente usos em robótica, também.
"As possibilidades são realmente ilimitadas", disse Zheng.
Contato:
Xiaolin Zheng, Departamento de Engenharia Mecânica:
Contato:
Xiaolin Zheng, Departamento de Engenharia Mecânica:
(650) 736-8953, xlzheng@stanford.edu
Louis Bergeron, Stanford News Service:
(650) 725-1944, louisb3@stanford.edu
Fonte: http://news.stanford.edu/news/2011/july/flexible-nanowire-electronics-072811.html
Nenhum comentário:
Postar um comentário