夢(mèng)之墨實(shí)現印刷電子新突破 電路也可個(gè)人定制印刷
【快印客導讀】近日，由中科院理化研究所研究員、清華大學(xué)教授劉靜帶領(lǐng)的團隊獨家研發(fā)夢(mèng)之墨,夢(mèng)之墨技術(shù)在常溫下即可直接印制出各種薄膜乃至三維結構，實(shí)現將金屬流體直接寫(xiě)在塑料、紙張等基底上，解決了電子制造的問(wèn)題。夢(mèng)之墨為個(gè)人電路設計帶來(lái)了全新機會(huì )。
?
?
制作一個(gè)有特殊光電顯示效果的杯子，杯身上需要印制彎彎曲曲的電路，這在以往是需要費上九牛二虎之力、投入復雜工藝才能完成的事情?，F在變得簡(jiǎn)單多了，用戶(hù)只需利用特殊的電子筆直接將所需電路繪制上去并予以封裝即可。技術(shù)的關(guān)鍵在于采用液態(tài)金屬做墨水，來(lái)繪制或印刷電路。由中科院理化研究所研究員、清華大學(xué)教授劉靜帶領(lǐng)的團隊，在印刷電子學(xué)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。
夢(mèng)之墨實(shí)現技術(shù)突破
早在10余年前，劉靜就意識到液態(tài)金屬研究的重大價(jià)值，帶領(lǐng)團隊開(kāi)展了相應基礎與應用探索。通過(guò)多年的積累，先后取得了一系列首創(chuàng )性成果，如用于高性能計算機的室溫金屬流體芯片冷卻技術(shù)等。近年來(lái)，劉靜帶領(lǐng)團隊從基礎原理到樣機研制乃至產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，著(zhù)手開(kāi)拓液態(tài)金屬在印刷電子行業(yè)的應用。
實(shí)現將金屬流體直接寫(xiě)在塑料、紙張等基底上，是解決電子制造問(wèn)題的關(guān)鍵?！拔覀円婚_(kāi)始嘗試的時(shí)候，液態(tài)金屬墨水一旦寫(xiě)到基底上就會(huì )團聚到一起，后來(lái)發(fā)現，原因在于材料與基底之間的相互作用。這一度成為十分難以解決的問(wèn)題?！眲㈧o告訴《中國新聞出版報》記者。技術(shù)上遇到的障礙唯有通過(guò)厚積薄發(fā)才能掃除。經(jīng)過(guò)反復嘗試，團隊成員對材料進(jìn)行了一次次改性，所遇到的界面黏附性問(wèn)題最終得以成功解決。有意思的是，這一液態(tài)金屬電子直寫(xiě)技術(shù)(Direct wRiting of Electronics through Alloy and Metal Ink)的英文縮寫(xiě)后被命名為夢(mèng)之墨(DREAM-Ink)，在很大程度上反映了業(yè)界對這種技術(shù)的夢(mèng)寐以求。
基于納米材料、石墨烯等的傳統電子油墨存在配制工藝復雜、電阻率高等缺憾。夢(mèng)之墨技術(shù)則在常溫下即可直接印制出各種薄膜乃至三維結構?！澳壳?，技術(shù)瓶頸得到了一定程度的克服，接下來(lái)圍繞這種印刷電子如何解決生活中的問(wèn)題，并將其與大眾的生活和工作關(guān)聯(lián)起來(lái)，乃至輻射到相關(guān)行業(yè)，是實(shí)驗室正在著(zhù)手突破的問(wèn)題?！眲㈧o表示。
電路也可個(gè)人定制印刷
夢(mèng)之墨為個(gè)人電路設計帶來(lái)了全新機會(huì )。傳統印刷電子行業(yè)主要服務(wù)于有大批量制作需求的客戶(hù)，個(gè)人用戶(hù)一般難以承受較高的成本，個(gè)性化定制需求不易滿(mǎn)足。實(shí)現了“所見(jiàn)即所得”的夢(mèng)之墨技術(shù)為個(gè)人用戶(hù)帶來(lái)諸多好處?！霸囅?，設計電路時(shí)，在平板上用直尺一畫(huà)、一封裝就制作出所需電路，這樣的工具一旦擴展下去，對于開(kāi)設電子工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)校以及工業(yè)設計來(lái)說(shuō)，無(wú)疑會(huì )帶來(lái)較大的便利?！眲㈧o說(shuō)。
傳統的電子制造過(guò)程往往是一個(gè)耗材、耗能及耗水的繁瑣過(guò)程。如今，夢(mèng)之墨技術(shù)的發(fā)明，讓個(gè)性化制造印刷電路成為可能。為進(jìn)一步讓夢(mèng)想照進(jìn)現實(shí)，劉靜和他的團隊前期研制出了功能電子電路桌面式3D打印系統原型機，已能實(shí)現室溫下直接生成紙基功能電子電路。這樣的設備不僅有利于傳統印刷包裝領(lǐng)域實(shí)現即時(shí)電子制造，也能幫助更廣泛領(lǐng)域的用戶(hù)實(shí)現個(gè)性定制?！翱梢灶A計的是，今后普通用戶(hù)或家庭書(shū)桌旁邊均有望擁有一臺電子打印設備，而研發(fā)人員可以根據這種設備設計出用戶(hù)軟件，如同當前在蘋(píng)果商店里下載的APP一樣。但不同的是，用戶(hù)下載到所需電子電路圖后，可以利用液態(tài)金屬打印機自行打印出自己的器件來(lái)，從而使得制造電子設備變成人人都能做到的事情?！眲㈧o如是暢想道。為推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和應用，他正帶領(lǐng)團隊著(zhù)力實(shí)現打印機的全自動(dòng)化和低成本化。
未來(lái)應用前景廣闊
“對于傳統行業(yè)會(huì )帶來(lái)變革，對于新領(lǐng)域的影響會(huì )更加廣泛?！眲㈧o認為夢(mèng)之墨未來(lái)的應用前景十分廣闊。
劉靜表示，從近期看，柔性印刷電路是一個(gè)很大的行業(yè)，夢(mèng)之墨在個(gè)性化、快速制造等方面有成長(cháng)空間，個(gè)人電子制造得到發(fā)揮之余，教育、創(chuàng )意領(lǐng)域的個(gè)性化需求也都能得到滿(mǎn)足。從中期看，夢(mèng)之墨及相關(guān)技術(shù)可用于制作更加復雜的電子電路，同時(shí)通過(guò)與一些關(guān)聯(lián)技術(shù)結合，可為關(guān)鍵領(lǐng)域的突破提供力量。從長(cháng)期來(lái)看，未來(lái)可充分發(fā)展多墨水打印技術(shù)并不斷提升制造精度，實(shí)現微米量級、納米量級的打印，以及基材和電子電路同步打印，用戶(hù)得到的將是一個(gè)完整的功能電子器件。
印刷電子的應用領(lǐng)域極為廣闊，可以預見(jiàn)的是，夢(mèng)之墨技術(shù)在電子信息、能源和醫療健康技術(shù)等領(lǐng)域的應用，將會(huì )不斷促成一系列開(kāi)拓性成果的取得。
?
?
