В Институте коллоидов Общества Макса Планка (Германия) представлен весьма необычный вариант электроники на основе бумаги.

Основа технологии, разработкой которой руководила Кристина Джордано (Cristina Giordano), проста: обычный струйный принтер наносит катализатор на базе нитрата железа на лист бумаги.

Затем этот лист нагревается, и на месте дорожек катализатора появляется электропроводный графит, по сути, формирующий уже напечатанную микросхему. В промежутках между дорожками остаётся обычный углерод с низкой теплопроводностью.

Рис. 1. Лист бумаги, катализатор и тот же лист после обработки. Минерва выполнена в графите, фон из неструктурированного углерода. (Здесь и ниже иллюстрация Общества Макса Планка).

Что это даёт, кроме очевидной дешевизны всех компонентов в сравнении с традиционными? Конечно, графитовые микросхемы пока не конкуренты обычным там, где нужна высокая производительность. Однако в гибкой электронике, RFID-чипах и сходных приложениях ситуация совершенно иная. Нынешние разработки основываются на полимерах, проводящих и изолирующих, но всегда способных действовать после сгибания и разгибания.

Одно плохо: они почти не переносят нагрева.

Бумажная электроника не только сможет работать после таких воздействий, но и весьма устойчива к теплу. Она способна к нормальному функционированию даже после нагрева (без доступа кислорода) до 800 °С. Учитывая, что нынешние электронные компоненты производятся при высоких температурах, очевидно, что интеграция в них проводящих пластиков без смены дорогостоящего техпроцесса невозможна, а вот у бумажной электроники этого ограничения как будто нет.

Рис. 2. Даже на объёмной бумажной фигурке оказалось возможным напечатать токопроводящие дорожки.

Чтобы проверить возможности создания сложных электропроводных структур по описанному методу, исследователи предприняли печать катализатором по трёхмерной бумажной фигурке, которая после нагрева показала как необходимую высокую проводимость в районах графитовых дорожек, так и низкую проводимость там, где катализатор не был нанесён.

Отчёт об исследовании опубликовано в журнале Angewandte Chemie International Edition.