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使用注射器将微电子芯片注入人体,功能芯片自动溶解在人体内,这就像科幻电影中的场景。现在,柔性瞬态电子器件的发展使这种想象成为可能。最近,天津大学精细力学研究所的黄贤教授和柔性电子实验室的潘恒教授与密苏里科技大学合作,在瞬态电子制造领域取得了重大突破,实现了在低温无水环境下加工柔性瞬态电子器件。相关研究成果在电子和材料领域的国际权威学术期刊《小型和高级材料》上在线发表。
黄贤教授设计开发了两种柔性瞬态电子器件加工新技术——光脉冲烧结和激光蒸发,实现了低温无水环境下瞬态器件的低成本制造。
光脉冲烧结是以对生物体本身无害的金属锌为原料,将锌纳米粒子研磨到100纳米以内,从而获得瞬态金属纳米粒子。磨碎的纳米粒子就像“墨水”。“墨水”通过光脉冲的方式直接烧结在可溶性聚合物基底上,从而“绘制”出高电导率的瞬态金属图案,创造了目前基于印刷方法的瞬态金属颗粒的最高电导率记录。
激光蒸发技术通过激光扫描锌纳米粒子来制作导电的过渡金属图案。锌纳米粒子沉积在玻璃片上,用激光扫描。由于激光加热,锌纳米颗粒将形成锌蒸汽,并最终凝结和沉积在生物可溶性基质上。气相沉积速率可以通过控制玻璃板和生物可溶基底之间的距离来控制,图案可以通过控制激光速度和扫描路径来设计,以控制每个位置的电导率。
这两项技术首次应用于全球瞬态电子制造领域,克服了瞬态金属纳米粒子易受0+气体中氧气和水分影响的缺陷,为瞬态电子技术的发展提供了重要的加工方法。