随着物联网将更多设备连接到一个集体网络中——甚至是食品包装、农业或“智能绷带”等一次性传感器——对可生物降解电子产品的需求变得越来越迫切。
宾厄姆顿大学教授 Seokheun “Sean” Choi 试图研究他关于集成纸电子学的想法。《高级可持续系统》上发表的一篇新研究论文报告了他的最新发现，它们可能会彻底改变我们监控周围世界的方式。
托马斯·J·沃森工程与应用科学学院电气与计算机工程系的教员 Choi 表示：“电子用纸的最大问题是其多孔性高且粗糙。” “这些特性对于纸流控非常有帮助，因为这些设备需要高表面积和粗糙度，但对于电子产品来说，它们构成了严峻的挑战。”
为了缓解其中一些问题，大多数以前的纸电子学都使用层压纸，并在其上粘贴电子元件。该方法保持了纸张所具有的灵活性，但没有充分利用材料所提供的功能。
Choi 曾与博士一起工作。生物电子学和微系统实验室的学生 Zahra Rafiee 和 Anwar Elhadad 开发了一种解决方案，该解决方案利用纸张的属性，结合功能性墨水、在纸张内分布墨水的毛细管作用以及形成纸张边界的疏水性蜡图案。电路。
完全集成的可调电阻器、电容器和晶体管成为纸基板的一部分，从而能够制造完整的纸电路。可折叠性和可堆叠性允许多层印刷电路板，并且所有这些都是可生物降解的。
Choi 表示，这种新的制造方法是对 2022 年印刷纸电路板最后一次迭代的重大改进：“我们将所有这些组件集成到一张纸中。它是灵活且一次性的，但问题是所有三个组件都是可调范围不广。我们无法获得特定的电阻值或电容器值。我们还必须使用一些不可生物降解的材料。”
虽然 Choi 和他的团队取得了很大进展，但他们已经在考虑下一步，以使他们的纸电子学为更广泛的应用做好准备。
“我们需要考虑一些封装技术来封装我们的设备以实现长期运行，”他说。“我们还正在制造其他类型的电子元件，例如电感器、二极管或显示器。我们还需要提高密度和性能。”
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