美国杜克大学的电气工程师开发了一种新的打印技术,以创建完全功能的可回收电子设备。
有趣的是,这项技术能够打印出非常小的亚微米尺度的组件。
这项新技术为减少显示行业对环境的显著影响提供了一种解决方案。
杜克大学电气与计算机工程及化学的埃德蒙·T·普拉特杰出教授亚伦·富兰克林表示:“我们的过程打印的碳基晶体管可以完全回收,并且性能与行业标准相当。这这个结果太有前景了,值得我们进一步关注。”
研究结果于10月17日发表在《自然电子学》期刊上。
突破打印尺寸的限制
电子显示器随处可见,从电脑到汽车都有。
现在的制造过程 对环境有害,不仅消耗大量能源,还会排放温室气体。
而且,数百万磅的废弃电子产品几乎没有被回收。
富兰克林的实验室之前研发出了首款可回收的印刷电子产品。然而,这些产品的尺寸限制在10微米,对于现代消费设备来说却显得太大。
为了打破这个尺寸障碍,杜克大学团队与Hummink Technologies合作,使用了一种叫做“高精度毛细打印”的方法。
这项技术利用自然表面能量,从同样小的移液管中提取出极少量的墨水。
研究人员从三种碳材料中提取墨水:纳米纤维素材料、石墨烯和碳纳米管。这些可回收的墨水可以在玻璃、硅以及纸张等柔性材料上打印。
这种新方法可以打印出长达数十微米的结构,特征之间隔着微小的亚微米间隙。
这些小间隙形成了碳基薄膜晶体管(TFTs)的通道。间隙越小,电气性能越强。
每个数字显示器都依赖于成千上万的微小薄膜晶体管来控制每一个像素。
“这种制造方式永远无法取代基于硅的高性能计算机芯片,但我们认为在其他领域它们可能具有竞争力,甚至具有变革性,”弗兰克林说。
减少环境担忧
虽然 晶体管 不会替代高性能硅计算机芯片,但弗兰克林认为在其他领域有巨大的潜力。
之前,已经证明该团队早期制造的更大打印晶体管能够驱动LCD显示器的像素。
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