Шелак штампане плоче за заштиту животне средине

„Зелена“ електроника захваљујући ЕМПА студијама о коришћењу добро познатог биоматеријала за чип матрице:… измет кохениле

Паковање"интелигентан" захваљујући сензорима који прате робу, посебно кварљивих попут воће и поврће, на дугим транспортним путевима су једно тренд за будућност.
Међутим, штампана електроника за једнократну употребу такође изазива озбиљне проблеме: Метали у штампарским бојама су скупи и њихово одлагање на еколошки прихватљив начин је такође веома скупо, што погоршава проблем електронског отпада. Ново решење, развијено у Швајцарска од стране истраживача изЕМПА, има за циљ да ово поправи.

Први квантни процесор од 127 кубита производи ИБМ

Прецизније, брже и економичније са излучевинама инсеката

Научници широм света годинама раде на производњи електричних и електронских кола користећи адитивне процесе као нпр. 3Д роботско штампање (такозвани "робоцастинг”) са великим успехом, али сада овај став постаје проблем.
Металне честице које такве „мастила“ чине електрично проводљивим погоршавају проблем е-отпада.
Проблем је још озбиљнији утолико што је „смеће” овог типа генерисано тржиштем је предодређено да се повећа у будућности с обзиром на лансирање нових типова сензора за једнократну употребу, од којих се неки користе и биће коришћени само неколико дана.
“Бескорисни отпад”, мисли Густав Нистром, шеф специјализованог истраживачког центра за целулозу и дрвне материјале од Швајцарске савезне лабораторије за Наука о материјалима и технологија: „Постоји хитна потреба за материјалима који балансирају електронске перформансе, трошкове и одрживост.
За развој а еколошки прихватљиво мастило, тим шведског научника је стога себи поставио амбициозне циљеве: Без метала, нетоксичан и биоразградив. И, размишљајући о практичним применама, такође лако се обликује и стабилно на влагу и умерену топлоту.

Први квантни процесор од 127 кубита производи ИБМ

Издужене графитне плоче помешане са честицама чађи

И рицерцатори делл 'ЕМПА изабрали су угљеник економичан као проводни материјал, како су недавно истакли у часопису “Научни извјештаји".
Прецизније: издужене графитне плочице помешане са ситним честицама чађи, које успостављају електрични контакт између ових истих структура, све у матрици направљеној од добро познатог биоматеријала: шелака, који се добија из измета или излучевина инсеката.
Le крљушти или, неправилно, кокцидија (Цоццоидеа Хандлирсцх), су суперфамилија инсеката фитофаг укључени у редослед Рхинцхота (подред Хомоптера, одељак Стерноррхинцха). Назив кошенил долази из шпанског Воодлоусе ("земљана свиња“). Они су искључиво инсекти фитомицејски и чине једну од најважнијих група штетних инсеката.
У прошлости се користио за стварање музичке плоче; данас се користи, између осталог, као лак за дрвене инструменте и за лакирање ноктију.
Његове предности тачно одговарају профилу који желе истраживачи. Штавише, растворљив је у алкохолу, стога је јефтин растварач који испарава након наношења мастила и суши се.

Тако су у Швајцарској чак и печурке научиле да… пишу

Течни материјал када је подвргнут бочној смичућој сили

Упркос овим једноставним састојцима, задатак се показао изазовнијим него што се очекивало. То је зато што, ако се користи у једноставном сито штампа или са савременим 3Д принтер, мастило мора да показује понашање смицање стањивања.
У „мировању“ мастило је прилично вискозно. Али у време штампе, када се подвргне бочној смичућој сили, постаје мало глаткија, баш као зидна боја која не капље и која добија мекшу конзистенцију само када се нанесе силом ваљка.
Када се користи у производњи адитива као нпр стампа 3Д са роботском руком, међутим, ово је посебно тешко: превише вискозно мастило би било превише тврдо – али ако постане превише течно током штампања, чврсте компоненте би се могле одвојити и зачепити малу млазницу штампача.

Течни роботи воле… ћелије за истраживање екстремних окружења

Положио тестове у захтевним процесима као што је „робоцастинг“

Да би испунили неопходне захтеве, истраживачи су се интензивно бавили формулацијом свог мастила. Тестирали су две величине графитних плоча: 40 микрометара и 7 до 10 микрометара дужине.
Многе варијације и покушаји су такође били неопходни у односу мешања графите e чађи, јер превише чађи чини материјал крхким са ризиком од пуцања и цепања када се мастило осуши.
Црно од Царбоне o чађи је пигмент, који настаје непотпуним сагоревањем тешки нафтни производи, Која катран, тар добијен из пуцање етилена, или од биљне масти и уља.
Оптимизацијом формулације и релативног састава компоненти,ЕМПА био у могућности да развије различите варијације мастила, које се могу користити у различитим процесима дводимензионалне или тродимензионалне штампе.
„Највећи изазов је био постићи високу електричну проводљивост“каже он Ксавиер Аеби, један од укључених истраживача, "и у исто време формирају геласту мрежу угљеника, графита и шелака."
Научници истраживачког центра Целулоза и дрвени материјали проучавао практично понашање овог материјала у различитим фазама.
На пример, са малим пробним коцком: 15 мрежа које се преклапају од 3Д принтер, направљен од танких жица пречника само 0,4 милиметра.
Ово је показало да је мастило било довољно чак и за захтевне процесе као што су „робоцастинг".

ПСИ у будућности са одељењем за истраживање великих података

ПЕТ сензор напрезања са електричним отпором

Да би доказали његову погодност за прављење стварних компоненти, истраживачи су изградили, између осталог, а сензор напрезања: танка трака од ПЕТ- са одштампаном структуром мастила, чији се електрични отпор мењао са великом прецизношћу у зависности од различитих степена савијања.
Штавише, тестови затезне чврстоће, стабилности у води и других својстава показали су обећавајуће резултате, па је истраживачки тим наЕМПА он је уверен да би нови материјал, који је већ патентиран, могао да се покаже као идеалан у пракси.
„Надамо се да се овај систем мастила може користити за апликације у одрживој штампаној електроници“, закључио је Густав Нистром.
„Ово се, на пример, односи на проводне трагове и сензорне елементе у паметној амбалажи и биомедицинским уређајима или у области хране и детекције животне средине.

Постоји дрон који се „пење“ на дрвеће да их заштити