Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, описывает новый процесс 3D-печати и лазерной обработки, позволяющий производить многослойные датчики, печатные платы и даже текстиль с электронными компонентами из различных материалов. Этот метод, называемый "процесс свободной многокомпонентной сборки", обещает революционизировать производство новых продуктов.
Машина, печатая датчики, встроенные в структуру, может создавать устройства, которые определяют условия окружающей среды, такие как температура и давление. Для исследователей это может означать создание объектов, например, камней или раковин, способных измерять движение океанской воды. Для широкой публики это может включать носимые устройства, контролирующие артериальное давление и другие жизненно важные показатели.
Другие методы часто не обеспечивают необходимую универсальность материалов и точность размещения мелких компонентов внутри более крупных трехмерных структур.
Метод команды Mizzou использует особые приемы для решения этих проблем. Они создали машину с тремя различными соплами: одно добавляет материал, похожий на чернила, другое использует лазер для вырезания форм, а третье добавляет дополнительные функциональные материалы для улучшения возможностей продукта. Начальный этап — создание базовой структуры с использованием поликарбоната, прозрачного термопластика. Затем лазер преобразует некоторые части в лазерно-индуцированный графен, точно размещая его. Наконец, добавляются дополнительные материалы для улучшения функциональности конечного продукта.
Текущий процесс изготовления многослойных структур, таких как печатные платы, может быть обременительным, включающим множество этапов и материалов. Эти процессы дорогие, занимают много времени и могут создавать отходы, вредящие окружающей среде. Новая технология не только более экологична, но и вдохновлена природными системами.
