生產(chǎn)電路的新時代：工程師把電路打印到紙上

　　摘要：人類歷史上最偉大的技術進步之一就是把文字打印到紙上的能力。而現(xiàn)在，歸功于田納西大學工程學院的助理教授Anming Hu, 正是技術本身被打印到了紙上。機械、航空與生物醫(yī)學工程學院的Hu教授已經(jīng)找到了一種方法，可以把電路打印到紙張上。這一技術的主要沖擊力體現(xiàn)在：在不久的將來，任何電子設備的制造成本將大大節(jié)省，而便攜程度也會顯著增加。

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　　“能夠設計你需要的電路，然后將其打印出來，有了這樣的能力，就可以實現(xiàn)更迅速及時的電路設計、更簡單的控制以及更低廉的成本，”Hu教授說?！霸谀阈枰臅r間打印你需要的電路的能力可以徹底變革很多事物?！?/p>

　　這一技術所能帶來的最大進步之一可能發(fā)生在醫(yī)學領域。當前，不計其數(shù)的人遭受疾病或者苦痛之折磨，使得他們經(jīng)常需要看醫(yī)生或者進行醫(yī)學檢測。拿糖尿病患者來說，他們依賴于日常的手指扎針抽血來檢測血糖含量。有了一個封入不透液體的護套的紙質(zhì)電路，將來有一天就可以把帶有這樣的紙質(zhì)電路的傳感器植入這些病人體內(nèi)，然后就不僅可以檢測出血糖含量什么時候偏離正常值，也可以在需要往體內(nèi)注射胰島素的時候發(fā)出信號。

　　“能夠研發(fā)一個不透液體的封閉系統(tǒng)，而且有內(nèi)置電源，這樣的能力將會為很多醫(yī)學領域之進步鋪平道路?！盚u教授表示。“目前，研究的焦點是如何設計線路以使電路更小?！?/p>

　　想要搞明白Hu教授研發(fā)的電路打印系統(tǒng)如何運作，最簡單的方式就是拿噴墨式打印機來類比，但是從油墨盒噴出來的卻是液體金屬。Hu教授和他的團隊在測試了三十多種不同材質(zhì)的紙張后，才明白到標準的噴墨打印紙和其他任何紙張同樣有效，而且相對來說也最便宜。另一方面，他們所使用的金屬也最普通不過了?！拔覀兝勉y塊來制作納米線，”Hu教授說?！跋啾戎谱麟娮泳€路的 常態(tài) 方式，銀依然非常便宜，而且遠比銅耐用，因為銅很容易氧化?！盚u教授和他的團隊有能力把紙一樣薄的電路折疊5,000次，而絲毫不損壞其很高程度的功能性，也不用擔心制成品的耐用性。

　　雖然這樣的電路的最常態(tài)的影響力可能體現(xiàn)在醫(yī)學使用上，但是其靈活性和易于使用性則意味著，凡是電子產(chǎn)品，都可能從中受益?！皬拈L遠來看，這一技術的全球推廣使用將推動發(fā)展進程，”Hu教授說?！暗湍壳岸?，我們將專注于提高改進這一新類型的打印技術的運作機制，研發(fā)多重噴最打印?！?/p>

　　而在另一篇文章《紙質(zhì)電子技術可能讓醫(yī)學治療更廉價》中，也提到了這一技術，全文如下：

　　將來，紙面上的電子傳感器大有可能大幅削減很多醫(yī)療器械的價格，從機器人幫手到診斷檢驗工具。通過直接把導電墨水打印到紙上，科學家如今已經(jīng)發(fā)展出了一種更快、成本更低的方式來制造傳感器。他們的研究成果發(fā)表在美國化學學會(American Chemical Society)的雜志Applied Materials & Interfaces上面。

　　Anming Hu教授及其同事指出，因為紙張在世界范圍內(nèi)易于獲取，價格低廉，使其成為輕微的、可折疊的電子元件的極佳載體，而且?guī)缀蹩梢栽谌魏蔚胤街圃欤谌魏蔚胤绞褂?。其實之前，科學家就已經(jīng)制造出了基于紙張的即時診斷工具和便攜的DNA檢測器。但是，這些儀器需要既復雜又昂貴的制造技術。銀質(zhì)的納米線墨水高度導電而且穩(wěn)定，提供了一個更實際的解決方案。Hu教授和他們團隊希望研發(fā)出一種技術，直接把金屬墨水打印到紙面來制作傳感器，而這樣的傳感器又可以對碰觸或者諸如葡萄糖等特定分子作出回應。

　　研究人員開發(fā)了一個打印系統(tǒng)，能到在短短幾分鐘內(nèi)把一個銀質(zhì)墨水圖案打印到紙上，然后用照相機閃光燈照射使其變硬。即使被彎曲，被反復折疊展開15次，被反復卷曲鋪開5,000次，打印出來的傳感器還是可以對碰觸作出回應。該團隊最后得出結(jié)論，他們打印的既耐用又輕微的傳感器可以應用于很多應用軟件上。