工程师使用廉价的可折叠纸张开发折纸电子产品 焦点速递
加州大学伯克利分校的工程师为“工作文件”这一术语赋予了新的含义。他们使用廉价的材料，将可折叠的电子开关和传感器直接制造在纸上，以及原型发生器，超级电容器和其他电子设备，用于各种应用。
(资料图片)
在过去的十年中，开发纸质电子产品的研究已经加速。除了可用性和低成本之外，纸张提供了一个有趣的潜力：简单地折叠它可以打开和关闭电路或以其他方式改变它们的活动 - 一种电子折纸。
但是，为了实际使用而在具有足够导电性的纸上制造电极的大多数努力已经采用昂贵的金属如金或银作为导电材料，从而淹没了纸作为基板的潜在节省。
这种新技术使用廉价的元素钼作为导电金属的来源。将其加入到溶液中的明胶中并与明胶中的碳结合。然后用溶液涂布纸并干燥。激光束精确地“写入”所需的电路图案，将钼加热到大约1000摄氏度并形成耐用的碳化钼导体。
激光写入电路的宽度约为100微米，约为人类头发的直径。纸张的所有未加热部分保持不导电。明胶涂层不仅为导电化合物提供碳，而且还防止激光束燃烧纸张。
“如果没有明胶，纸张会变成灰烬，” 机械工程教授，高级材料期刊论文的高级作者Liwei Lin说，这项报告采用了多功能的新技术。
做一份实际工作的“工作文件”
工程师们设想了新的一次性纸质电子产品的广泛潜力。例如，检测重金属污染的电路可以“书写”在纸上以经济地监测毒素。
Xining Zang(MS "14，Ph.D。"17 ME)领导的一个传感器由一个集成在纸路上的几个电极组成的传感器可以检测出一滴水中或一滴患者血液中的不安全铅含量。这项研究是林氏实验室的伯克利机械工程研究生。
“电极之间的间隙很小，样品中存在重金属会完成电路，”她解释道。
该杂志文章的第一作者Zang现在是麻省理工学院的博士后科学家。
新的纸质电子产品战略来自Lin对新型开关，发电机和电池的研究，以及Zang对新材料的关注，以及对将折纸应用于电子和机械应用这一日益增长的领域的共同兴趣。
“许多人一直在进行折纸研究，形成不同的建筑和不同的形状来执行不同的功能，”林说。“我们的工作为纸张上的导电区域提供了一条通用且简单的通道。我们现在已经展示了在纸上书写多功能导电图案的实用性，以及折叠电子纸的耐久性，可用于开关电路和关闭“。
他希望这些演示可以引起人们对电容器和电池的关注。电池基本上由正电极和负电极组成，正电极和负电极由包含电解质的小间隙隔开。他说，在纸电池中，正电极和负电极都可以印在纸上，这样折叠纸就会产生它们之间所需的小间隙。
Zang带来了她对纸质电子项目的折纸和新材料的研究。她希望将能量生成，存储和功能使用的组件(例如传感器)集成在一张纸上。
“在一个特别需要便携，可存储和廉价的公共卫生工具的发展中国家，一个独立的一次性传感器非常有用，”她说。
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