Pētnieki no MIT negaidīti atklāja veidu, kā izgatavot tranzistorus un citus elektronikas komponentus bez pusvadītājiem.
Galvenā problēma 3D elektronikas drukāšanā ir tā, ka pusvadītāju elementi sastāv no plāniem silīcija slāņiem un ir ārkārtīgi trausli. To funkcionalitāti var ietekmēt putekļi, temperatūra un mitrums. Tādēļ mikroshēmas tiek veidotas tīrās telpās, kur visi faktori tiek stingri kontrolēti, lai nodrošinātu precīzu to darbību.
Mūsdienu mikroshēmu dizains ir ārkārtīgi sarežģīts: tās sastāv no miljardiem tranzistoru un tiek izveidotas, izmantojot nanometru tehnoloģijas. Šis process ir daudz precīzāks nekā mūsdienu 3D printeru sniegtās iespējas.
MIT zinātnieki faktiski nemeģināja atdarināt mūsdienu mikroshēmas un pat nedomāja par kaut ko tādu — iespēja radās gandrīz nejauši. Šī gada sākumā viņi izveidoja magnētiskās indukcijas spoles, izmantojot procesu, ko sauc par ekstrūzijas drukāšanu — kad printeris izkausē pavedienu un izsmidzina materiālu caur sprauslu, izgatavojot objektu pa slāņiem.
Pētnieki pamanīja, ka materiāls, ko viņi izmantoja, polimēra pavediens, kas pārklāts ar vara nanodaļiņām, parāda lielu pretestības lēcienu, kad caur to tiek izvadīts liels strāvas daudzums. Tiklīdz strāva tiek atslēgta, pretestība atgriežas normālā līmenī. Šī spēja mainīt pretestību strāvas ietekmē ļauj izveidot tranzistorus.
«Mēs redzējām, ka tas ir tas, kas var palīdzēt pacelt 3D drukāšanas aprīkojumu jaunā līmenī. Šī metode piedāvā skaidru veidu, kā nodrošināt ierīcei noteiktu pakāpi «inteliģences»,» saka Luiss Fernando Velaskess-Garsija, MIT Mikrosistēmu tehnoloģiju laboratorijas vadošais zinātniskais darbinieks.
Komanda demonstrēja pilnībā 3D drukātus daudzreizes lietojamus drošinātājus un tranzistorus, izmantojot šo lēto materiālu. Ar izmēru vairāku simtu mikronu apmērā, šie tranzistori nav tik mazi un jaudīgi kā mūsdienu procesorā. Tomēr tie ir izturīgi un var tikt izmantoti vienkāršu uzdevumu veikšanai.
«Realitāte ir tāda, ka pastāv daudzas inženierzinātņu situācijas, kurās nav nepieciešami vislabākie mikroshēmas. Galu galā viss, kas jūs satrauc, ir tas, vai ierīce spēs izpildīt šo uzdevumu. Šī tehnoloģija spēj apmierināt dažus ierobežojumus,» apgalvo Velaskess-Garsija.
Pateicoties bioloģiski noārdāmam materiālam un neatkarībai no tīrām telpām, šī vienkāršās elektronikas izgatavošanas metode var atrast pielietojumu vietās, kur ir grūti izgatavot augstas kvalitātes ierīces, piemēram, attālinātās pētniecības laboratorijās vai pat kosmosa kuģos. Pētījums publicēts žurnālā Virtual and Physical Prototyping.
Komentāri (0)
Šobrīd nav neviena komentāra