Новости космоса и технологий. » Химия » Исследователи сделали важный шаг вперед в области печатания схем на носимых тканях

Исследователи сделали важный шаг вперед в области печатания схем на носимых тканях

Опубликовал: Admin, 13-11-2020, 10:55, Химия, 49, 0

Исследователи сделали важный шаг вперед в области печатания схем на носимых тканях

Электронные рубашки, которые сохраняют комфортное тепло или прохладу, а также медицинские ткани, которые доставляют лекарства, контролируют состояние раны и выполняют другие задачи, однажды могут изготавливаться более эффективно благодаря ключевому достижению исследователей из Университета штата Орегон.

Этот прорыв включает струйную печать и материалы с кристаллическая структура открыли почти два столетия назад. Результатом является возможность точного нанесения схемы и при низких температурах обработки непосредственно на ткань - многообещающее потенциальное решение давнего компромисса между производительностью и производственными затратами.

«Много усилий было вложено в интеграцию датчиков, дисплеев, источников питания и логических схем в различные ткани для создания носимых электронных тканей», - сказал Чи-Хунг Чанг, профессор химической инженерии в штате Орегон. «Одно из препятствий заключается в том, что изготовление жестких устройств на ткани, имеющей пористую и неоднородную поверхность, утомительно и дорого, требует много тепла и энергии и трудно масштабируется. И сначала положить устройства на что-нибудь solid, а затем положить эту твердую основу на ткань также проблематично - это ограничивает гибкость и износостойкость ткани, а также может потребовать громоздких изменений в самом процессе производства ткани ».

Чанг и его сотрудники из Инженерного колледжа ОГУ и Университета Рутгерса решили эти проблемы, создав стабильные печатные краски на основе бинарных солей йодида металла, которые термически превращаются в плотное соединение цезия, олова и йода.

Полученная пленка Cs2SnI6 имеет кристаллическую структуру, которая делает ее перовскитом.

Перовскиты уходят корнями в давнюю находку немецкого минералога. В 1839 году на Урале Густав Роуз нашел оксид кальция и титана с интересной кристаллической структурой и назвал его в честь русского дворянина Льва Перовского.

Перовскит теперь относится к ряду материалов, которые разделяют кристаллическую решетку оригинала. Интерес к ним начал усиливаться в 2009 году после того, как японский ученый Цутому Миясака обнаружил, что некоторые перовскиты являются эффективными поглотителями света. Материалы со структурой перовскита на основе металла и галогена, такого как йод, являются полупроводниками, важными компонентами большинства электрических цепей.

Благодаря перовскитной пленке команде Чанга удалось напечатать термисторы с отрицательным температурным коэффициентом непосредственно на тканом полиэстере при температуре до 120 градусов по Цельсию - всего на 20 градусов выше точки кипения воды.

Термистор - это тип электрического компонента, известного как резистор, который контролирует количество тока, входящего в цепь. Термисторы - это резисторы, сопротивление которых зависит от температуры, и это исследование включало термисторы с отрицательным температурным коэффициентом, или NTC, их сопротивление уменьшается как температура повышается .

«Изменение сопротивления из-за нагрева, как правило, нехорошо для стандартного резистора, но этот эффект может быть полезен во многих схемах определения температуры», - сказал Чанг. «Термисторы NTC могут использоваться практически в любом типе оборудования, где температура играет роль. Даже небольшие изменения температуры могут вызвать большие изменения их сопротивления, что делает их идеальными для точного измерения и контроля температуры».

Исследование, в котором участвовали Шуджи Ли и Алекс Косек из инженерного колледжа ОГУ, а также Мохаммад Наим Джахангир и Раджив Малхотра из Университета Рутгерса, демонстрируют прямое изготовление высокопроизводительных термисторов NTC на ткани за половину температура По словам Чанга, они используются современными производителями.

«Помимо того, что требуется больше энергии, более высокие температуры создают проблемы совместимости со многими тканями», - сказал он. «Простота наших чернил, масштабируемость процесса и характеристики термистора - все это многообещающе для будущего носимого электронного текстиля».

Результаты опубликованы в Расширенные функциональные материалы .


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии