芯耀
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在過去的十年中，紙質(zhì)電子電路產(chǎn)品（也稱為“Papertronics”）因其獨特的物理和化學特性（如重量輕，生物相容性，生物可降解性，制造成本低和折疊性）而發(fā)展成為眾多現(xiàn)有材料的一種環(huán)保替代品。
根據(jù)外媒 Printed Electronics World 報道，這些紙質(zhì)電子電路產(chǎn)品目前還有一個問題，那就是不能做到可拉伸。這一點對于一些生物醫(yī)學類的應用非常重要，所以可拉伸性是該材料短期需要克服的限制。美國國家科學基金會（National Science Foundation）最近就針對此目標的突破授予了一項為期三年價值 34.5 萬美元的資助。該項資金主要用于資助賓漢姆頓大學（Binghamton University）托馬斯·沃森工程與應用科學學院的一項研究。這項研究旨在進一步優(yōu)化紙質(zhì)電子電路的機械性能，同時仍保留其其他優(yōu)勢性能。
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負責這項研究的是該學院生物醫(yī)學工程助理教授 Ahyeon Koh 和電氣與計算機工程副教授 Seokheun (Sean) Choi。去年，這兩名教授就獲得了美國國家科學基金會（NSF）的一項價值 45.2 萬美元的資助，當時的課題是利用食汗細菌（Sweat-eating Bacteria）的新陳代謝活動為人類的汗水排泄提供動力。就目前這個 Papertronics 項目來說，兩位研究人員將它看作整合他們兩各自專業(yè)領域的一種新方式。
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“Choi 博士是紙質(zhì)電子電路領域的先驅(qū)之一，而我則正在開發(fā)一些軟電子產(chǎn)品（Soft Electronics），”Koh 說，“軟電子產(chǎn)品有其自身的優(yōu)勢，它將成為生物電子學的未來，不過目前它也有著自己的一些局限性。我們希望在可拉伸紙質(zhì)電子電路產(chǎn)品這一平臺上將這兩種技術整合到一起。”
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Koh 和 Choi 在他們的研究建議中概述了三個主要目標：
制作一種具有可拉伸聚二甲基硅氧烷（PDMS）芯的納米纖維，這種材料是一種硅基且具有生物惰性的材料，廣泛用于柔性和可拉伸電子產(chǎn)品中，另外它還具有一層纖維素外皮。這里的纖維制作時會被紡成網(wǎng)狀，我們后續(xù)會就生物電子類產(chǎn)品應用對其進行機械和生化兼容性測試。
測試這種可拉伸紙質(zhì)電子電路的物理、化學和機械性能，以找出哪種纖維直徑和纖芯或護套厚度更適合電子產(chǎn)品。我們會驗證使用一些常規(guī)印刷技術來將可拉伸紙質(zhì)電子電路做成功能性電子產(chǎn)品。
將 Choi 博士在微生物相互作用提供動力的紙質(zhì)燃料電池領域的研究成果與此整合在一起，最終讓電子設備帶上微小但必不可少的電荷。
“我認為這種可拉伸紙質(zhì)電子電路在批量生產(chǎn)方面會比紡織品等其他材料好很多，因為我們可以使用所有紙張的生產(chǎn)工藝，例如卷對卷印刷，絲網(wǎng)印刷和浸漬等，”Choi 博士說“許多功能性墨水都是由納米顆?；蚝铣删酆衔镏瞥桑@些材料可以集成到“紙張”中以實現(xiàn)特定功能。”?
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Koh 認為這項研究是開發(fā)可拉伸紙質(zhì)電子電路產(chǎn)品的第一步：“一旦完成這些項目，我們將會進一步研究將其拓展到更具體的醫(yī)學或環(huán)境領域?，F(xiàn)在，我們希望提供一些基礎的研究成果，以便其他領域的科學家都能參與其中并利用到這些新材料的優(yōu)勢?！?br />
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兩位教授都贊揚了沃森商學院的氛圍，這不僅鼓勵了部門之間的合作，而且還鼓勵像這樣的跨學科研究。四年前來到賓漢姆頓大學的 Koh 還稱 Choi 博士是自己事業(yè)上的“導師”和靈感的來源。
