Ein Team von Ingenieuren der University of South Florida hat eine neue Technologie entwickelt, die die Herstellung von tragbaren elektronischen Sensoren für immer verändern könnte. Sie haben einen Weg gefunden, die Produktion zu beschleunigen, ohne Polymerbindemittel verwenden zu müssen - der Industriestandard beim Druck flexibler Sensoren, die häufig zur Überwachung von Vitaldaten im Gesundheitswesen eingesetzt werden.
Ihre Technologie "Corona-Enabled Electrostatic Printing for Ultra-Fast R2R Manufacturing of Binder-Free Multifunctional E-Skins" (Corona-aktiviertes elektrostatisches Drucken für ultraschnelle R2R-Herstellung von bindemittelfreien multifunktionalen E-Häuten), die auf der Titelseite der Fachzeitschrift ACS Applied Materials & Interfaces vorgestellt wird, druckt elektronische Haut oder "E-Skin", indem sie eine Corona-Entladung nutzt, um ein starkes elektrisches Feld zwischen bindemittelfreien funktionalen Pulvern wie Graphen und flexiblen, nicht leitenden Oberflächen wie medizinischen Klebebändern zu erzeugen. Die elektrostatische Kraft, die beim Corona-Enabled Electrostatic Printing zum Einsatz kommt, ermöglicht es, eine Vielzahl von E-Skin-Sensoren innerhalb von Sekunden zu drucken, im Vergleich zu den 20 Minuten, die es mit Polymerbindemitteln dauert, und erfordert keine Wärme. E-Skin ist eine mikrometerdünne, biegsame Technologie, die zur Messung von Dehnungen, Temperaturen und Schall verwendet werden kann.
Ying Zhong, Assistenzprofessorin für Maschinenbau an der USF, und ihr Mitarbeiter Long Wang von der California Polytechnic State University fanden heraus, dass die Drucktechnik ein breites Anwendungsspektrum hat, z. B. in der Gesundheitsüberwachung, Prothetik und Robotik. Anders als bei Polymerbindemitteln gibt es keine Größenbeschränkungen, was das Verfahren zu einem guten Kandidaten für die Rolle-zu-Rolle-Herstellung großer flexibler Sensoren macht, was die Produktionskosten erheblich senken kann.
"Als neue, fortschrittliche Fertigungsstrategie wird Corona-Enabled Electrostatic Printing die Kostenstruktur für großflächige und leistungsstarke Elektronik verändern und vielseitige Anwendungen flexibler, funktionaler Systeme ermöglichen", sagte Zhong. "Die Technik kann dazu beitragen, die Führungsposition der USA in der fortschrittlichen Fertigung zu erhalten."
Zhong erhielt vor kurzem einen Zuschuss in Höhe von 308.928 Dollar von der National Science Foundation, um ihre Forschung voranzutreiben und zu beweisen, dass die zum Patent angemeldete ultraschnelle Fertigungstechnik auch für den Druck von Materialien jenseits der multifunktionalen E-Haut verwendet werden kann.
Für weitere Informationen:
https://www.usf.edu/news/2021/usf-engineers-invent-ultra-fast-manufacturing-technology.aspx [This is automatically translated from English]