Druk układów scalonych… na papierze z drukarki 2D!

W ciągu ostatnich kilku dni w serwisie pojawiło się kilka dość krytycznych artykułów na temat druku 3D jako technologii przeznaczonej stricte dla przemysłu, lub architektów i profesjonalnych projektantów. Innymi słowy dla wszystkich, tylko nie dla zwykłych ludzi. Opisywane były liczne ograniczenia poszczególnych metod druku 3D, sprawiających, iż w gruncie rzeczy za pomocą drukarek 3D można tworzyć wszystko co się chce, pod warunkiem, że jest to proste i nieskomplikowane. Tymczasem pewien team naukowców opracował technologię druku obwodów elektronicznych na zwykłym papierze, przy użyciu drukarki atramentowej i tuszu zawierającego nanocząstki srebra. I już na początek znaleźli oni praktyczne wykorzystanie swego odkrycia w… rolnictwie! Czyżby przełom?

Za tym sensacyjnym odkryciem stoją naukowcy z Microsoft Research w Cambridge w Wielkiej Brytanii, którym przewodzi Steve Hodges oraz naukowcy z Uniwersytetu w Tokio, kierowani przez Yoshihiro Kawahara. Opracowali oni wspólnie metodę druku drobnych, srebrzystych linii obwodów elektrycznych na zwykłym papierze za pomocą drukarki atramentowej, z kartridżem napełnionym specjalnym, srebrnym tuszem. Tusz jest zawiesiną srebra opracowaną niedawno przez Mitsubishi Chemical w Tokio. Kawahara zaczął testować go używając zwykłej drukarki atramentowej wartej 80 $ i papierze fotograficznym. Efekty były zadowalające już po pierwszej próbie. Tusz nie potrzebuje ciepła aby drukowane srebro uzyskało właściwości umożliwiające przewodzenie napięcia, zespół wykorzystał również specjalistyczny klej przewodzący napięcie, aby przykleić do papieru rezystory i kondensatory – uniknął tym samym potrzebę lutowania, co jest wykluczone w przypadku papieru.

Na początek naukowcy wykorzystali swoją technologię do stworzenia czegoś prostego, acz niezwykle praktycznego: miernik wilgoci dla rolników. Kawahara opracował urządzenie – a raczej gadżet, o nazwie SenSprout, pozwalające mierzyć poziom wilgotności gleby. Składa się on z kartki papieru z nadrukowanymi obwodami, które zasilane są za pomocą fal radiowych (tzn. następuje zamiana fal emitowanych przez stacje radiowe na prąd zmienny). Urządzenie(?) zwraca wynik w czasie rzeczywistym pozwalając rolnikom oszacować w jakim stopniu gleba jest nasycona wodą i pomóc oszczędzać wodę podczas podlewania roślin. Aby je stworzyć, wystarczy je wydrukować i złożyć wg wzoru – jak origami.

Naukowcy wydrukowali również bardziej zaawansowane obwody, z mikroprocesorami i chipami pamięci. Dzięki temu są w stanie stworzyć płytę główną komputera, dorównującego na początek klasą chociażby Raspberry Pi. Co ciekawe, twierdzą również, obwody będą w pełni funkcjonalne nawet po podzieleniu (porozrywaniu) ich na kawałki.

Jeżeli ta technologia okaże się faktycznie tak prosta w użyciu jak opisują ją jej twórcy, a srebrny tusz nie będzie kosztował 1999 PLN za kartridż, to możemy być świadkiem przełomu i faktycznej rewolucji. Moglibyśmy bowiem zacząć tworzyć w pełni funkcjonalne urządzenia elektroniczne w warunkach domowych. Obudowa i poszczególne komponenty stałe / mechaniczne drukowane byłyby za pomocą drukarek 3D FDM, natomiast elektronika byłaby… z papieru. Wizja druku własnego smartfona stałaby się jak najbardziej realna (no może poza wyświetlaczem, ale kto wie co przyniesie jutro?). Oczywiście w dalszym ciągu nie byłaby to technologia dla każdego, ponieważ koniec końców wymagałaby określonych umiejętności składania rzeczy w całość oraz samego drukowania z drukarki 3D. Jednakże weszlibyśmy z tym na zupełnie inny poziom.

Oczywiście daleki jestem od stwierdzenia, że tego typu rozwiązania zastąpią produkcję masową i fabryki w Azji staną, ponieważ każdy będzie drukował sobie elektronikę w domu na HP lub Cannonie. To nadal będzie temat w dużej mierze dla zapaleńców i hobbystów, jednakże do ich rąk trafi jedyne w sowim rodzaju narzędzie, otwierające zupełnie nowe możliwości…

Źródło: www.newscientist.com / www.wired.co.uk