Команда исследователей из Университета Иллинойса Урбана-Шампейн (University of Illinois, Urbana-Champaign) разработала технологию печати, позволяющую объединять различные виды электронных компонентов в составе одного устройства.

Так, ученым удалось создать ультратонкую пленку, содержащую углеродные нанотрубки и наноразмерные формы нитрида галлия. Благодаря этому была получена пленка, состоящая из FET-транзисторов.

«Наша задача – создание необычных классов электронных устройств, которые можно сделать с помощью традиционных производственных приемов, основанных на «вафлях», — говорит Джон Роджерс (John Rogers) из Университета Урбана-Шампэйн – Прототипы, которыми мы занимаемся, достаточно разнообразны, среди них особое внимание мы уделяем сверхтонким гибким дисплеям, которые будут полезны в медицинских диагностических приборах».

Для того, чтобы сделать подобные устройства, ученые синтезировали массивы углеродных нанотрубок и наноразмерные матрицы проводников из нитрида галлия, кремния и арсенида галлия. Следующим шагом было использование технологии «эластомерного штампа», благодаря которой удалось «напечатать» наноматериалы на подложке.

В исследовании ученые применили штамп из полидиметилсилоксана, к которому, благодаря силам Ван-Дер-Ваальса прилипли наноматериалы. Затем, убрав подложку, Джон и его команда получили «штамп с чернилами», который «отпечатали» на тонкой пленке жидкого полимера.

После нанесения было установлено, что полимер остался прозрачным, в то время как на пленке появилась матрица MOSFET-транзисторов.

Этот же метод позволяет напечатать транзисторы не только на пленке, но и на пластике, и на стекле.

«Благодаря разработанной нами технологии мы можем интегрировать микроэлектронику с такими материалами, как низкотемпературные пластики, а это может привести к появлению целого ряда бытовых приборов», — говорит Роджерс.

Более того, как показали последующие исследования, ученым удалось напечатать еще несколько слоев поверх уже работающей матрицы транзисторов! Как говорит Роджерс, учеными была разработана технология производства трехмерных гетерогенных электронных структур — 3D heterogeneous electronics. Эта уникальная концепция может изменить облик современной бытовой электроники.

С помощью технологии многослойной печати можно будет интегрировать процессор, память и дисплей в одном устройстве, создав, например, интерактивную газету, которая будет и хранителем информации, и воспроизводящим устройством одновременно.

Также многослойные пленки смогут найти применение в различных медицинских имплантах.

Теперь команда ученых сосредоточена на разработке и конструировании прототипов 3D-пленочных устройств. Сейчас их основная задача – создание принтера, способного печатать «умные пленки» размером 300×400 мм.

Более того, намерения коммерциализовать технологию гибкой 3D-электроники высказала недавно основанная компания Semprius.