مهندسان UC Berkeley اصطلاح جدیدی به اصطلاح "مقاله کار" داده اند. آنها با استفاده از مواد ارزان قیمت ، سوئیچ ها و سنسورهای الکترونیکی تاشو را بطور مستقیم روی کاغذ ، به همراه ژنراتورهای نمونه اولیه ، ابررساناها و سایر وسایل الکترونیکی برای طیف وسیعی از برنامه ها ساخته اند.
تحقیقات برای توسعه الکترونیک کاغذ در 10 سال گذشته سرعت گرفته است. علاوه بر در دسترس بودن و هزینه کم ، کاغذ یک پتانسیل جذاب دارد: به راحتی با تاشو می توان مدارها را روشن یا خاموش کرد یا فعالیت آنها را تغییر داد - در غیر این صورت فعالیت آنها را تغییر داد - نوعی اریگامی الکترونیکی.
اما بیشترین تلاش برای ساخت الکترود روی کاغذ با رسانایی کافی برای استفاده عملی ، از فلزات گران قیمت مانند طلا یا نقره به عنوان ماده رسانا استفاده شده است و موجب صرفه جویی در پس انداز احتمالی کاغذ به عنوان یک بستر می شود.
این فناوری جدید از عنصر ارزان قیمت مولیبدن به عنوان منبع انتقال فلز استفاده می کند. در محلول به ژلاتین اضافه می شود و در ژلاتین به کربن متصل می شود. سپس کاغذ با محلول پوشانده شده و خشک می شود. پرتو لیزر الگوهای مدار مورد نظر را دقیقاً "می نویسد" ، گرم کردن مولیبدن به حدود 1000 درجه سانتیگراد و تشکیل دهنده هادی های کاربید مولیبدن با دوام.
مدارهای نوشته شده توسط لیزر حدود 100 میکرون عرض دارند - قطر موهای انسان. تمام قسمت های گرم نشده مقاله غیر رسانا هستند. پوشش ژلاتین نه تنها کربن را برای ترکیب رسانا فراهم می کند بلکه مانع از سوختن پرتو لیزر کاغذ می شود.
لیوی لین ، استاد مهندسی مکانیک و نویسنده ارشد مقاله در ژورنال Advanced Material که از فناوری جدید و همه کاره گزارش می دهد ، می گوید: "بدون ژلاتین ، کاغذ به خاکستر تبدیل می شود .
"کاغذ کاری" که کار واقعی را انجام می دهد
مهندسین پتانسیل گسترده ای برای لوازم الکترونیکی کاغذی یکبار مصرف دارند. به عنوان مثال ، مدار برای تشخیص آلودگی فلزات سنگین را می توان "نوشت" روی کاغذ برای رصد اقتصادی سموم.
Xining Zang (MS '14 ، دکتری '17 ME) ، می گوید یک سنسور ساخته شده از چندین الکترود ساخته شده بر روی مدار کاغذ می تواند سطح سرب نا امن در قطره آب یا قطره خون بیمار را تشخیص دهد. این تحقیق به عنوان دانشجوی فارغ التحصیل مهندسی مکانیک برکلی در آزمایشگاه لین است.
وی توضیح می دهد: "الکترودها شکاف های کمی بین آنها وجود دارد و وجود فلز سنگین در نمونه مدار را کامل می کند."
زنگ ، نویسنده اصلی مقاله ژورنال ، اکنون دانشمند فوق دکترا در MIT است.
استراتژی جدید الکترونیک کاغذ از تحقیقات لین در مورد انواع جدید سوئیچ ها ، ژنراتورها و باتری ها و تمرکز زنگ بر روی مواد جدید به همراه علاقه مشترک در زمینه رو به رشد استفاده از اریگامی در کاربردهای الکترونیکی و مکانیکی ناشی شد.
لین می گوید: "بسیاری از افراد تحقیقات اریگامی را انجام داده اند و معماری های مختلف و شکل های مختلفی را برای انجام کارکردهای مختلف ایجاد کرده اند." "کار ما مسیری همه کاره و آسان برای تعریف مناطق رسانا بر روی کاغذ فراهم می کند. ما هم اکنون کاربرد نوشتن الگوهای رسانایی متنوع بر روی کاغذ را نشان داده ایم ، و دوام تاشو کاغذ الکترونیکی صدها بار برای روشن کردن مدارها و. خاموش "
وی امیدوار است که این تظاهرات ها برای استفاده در خازن ها و باتری ها مورد توجه قرار گیرند. باتری ها در اصل از الکترودهای مثبت و منفی تشکیل شده اند که توسط یک شکاف کوچک حاوی یک الکترولیت جدا می شوند. به گفته وی ، باتری کاغذی می تواند یک الکترود مثبت و منفی را روی کاغذ چاپ کند به طوری که تاشو کاغذ باعث ایجاد شکاف کوچک مورد نیاز بین آنها می شود.
زنگ تحقیقات خود را در مورد اریگامی و مواد جدید برای پروژه الکترونیک کاغذ آورده است. او می خواهد اجزای تولید انرژی ، ذخیره سازی و استفاده کاربردی مانند یک سنسور را در یک کاغذ واحد ادغام کند.
او می گوید: "یک سنسور یکبار مصرف و یکبار مصرف می تواند در کشورهای در حال توسعه که ابزارهای بهداشتی قابل حمل ، قابل ذخیره سازی و ارزان قیمت به طور ویژه مورد نیاز هستند ، بسیار مفید باشد."
مهندسان UC Berkeley اصطلاح جدیدی به اصطلاح "مقاله کار" داده اند. آنها با استفاده از مواد ارزان قیمت ، سوئیچ ها و سنسورهای الکترونیکی تاشو را بطور مستقیم روی کاغذ ، به همراه ژنراتورهای نمونه اولیه ، ابررساناها و سایر وسایل الکترونیکی برای طیف وسیعی از برنامه ها ساخته اند.
تحقیقات برای توسعه الکترونیک کاغذ در 10 سال گذشته سرعت گرفته است. علاوه بر در دسترس بودن و هزینه کم ، کاغذ یک پتانسیل جذاب دارد: به راحتی با تاشو می توان مدارها را روشن یا خاموش کرد یا فعالیت آنها را تغییر داد - در غیر این صورت فعالیت آنها را تغییر داد - نوعی اریگامی الکترونیکی.
اما بیشترین تلاش برای ساخت الکترود روی کاغذ با رسانایی کافی برای استفاده عملی ، از فلزات گران قیمت مانند طلا یا نقره به عنوان ماده رسانا استفاده شده است و موجب صرفه جویی در پس انداز احتمالی کاغذ به عنوان یک بستر می شود.
این فناوری جدید از عنصر ارزان قیمت مولیبدن به عنوان منبع انتقال فلز استفاده می کند. در محلول به ژلاتین اضافه می شود و در ژلاتین به کربن متصل می شود. سپس کاغذ با محلول پوشانده شده و خشک می شود. پرتو لیزر الگوهای مدار مورد نظر را دقیقاً "می نویسد" ، گرم کردن مولیبدن به حدود 1000 درجه سانتیگراد و تشکیل دهنده هادی های کاربید مولیبدن با دوام.
مدارهای نوشته شده توسط لیزر حدود 100 میکرون عرض دارند - قطر موهای انسان. تمام قسمت های گرم نشده مقاله غیر رسانا هستند. پوشش ژلاتین نه تنها کربن را برای ترکیب رسانا فراهم می کند بلکه مانع از سوختن پرتو لیزر کاغذ می شود.
لیوی لین ، استاد مهندسی مکانیک و نویسنده ارشد مقاله در ژورنال Advanced Material که از فناوری جدید و همه کاره گزارش می دهد ، می گوید: "بدون ژلاتین ، کاغذ به خاکستر تبدیل می شود .
"کاغذ کاری" که کار واقعی را انجام می دهد
مهندسین پتانسیل گسترده ای برای لوازم الکترونیکی کاغذی یکبار مصرف دارند. به عنوان مثال ، مدار برای تشخیص آلودگی فلزات سنگین را می توان "نوشت" روی کاغذ برای رصد اقتصادی سموم.
Xining Zang (MS '14 ، دکتری '17 ME) ، می گوید یک سنسور ساخته شده از چندین الکترود ساخته شده بر روی مدار کاغذ می تواند سطح سرب نا امن در قطره آب یا قطره خون بیمار را تشخیص دهد. این تحقیق به عنوان دانشجوی فارغ التحصیل مهندسی مکانیک برکلی در آزمایشگاه لین است.
وی توضیح می دهد: "الکترودها شکاف های کمی بین آنها وجود دارد و وجود فلز سنگین در نمونه مدار را کامل می کند."
زنگ ، نویسنده اصلی مقاله ژورنال ، اکنون دانشمند فوق دکترا در MIT است.
استراتژی جدید الکترونیک کاغذ از تحقیقات لین در مورد انواع جدید سوئیچ ها ، ژنراتورها و باتری ها و تمرکز زنگ بر روی مواد جدید به همراه علاقه مشترک در زمینه رو به رشد استفاده از اریگامی در کاربردهای الکترونیکی و مکانیکی ناشی شد.
لین می گوید: "بسیاری از افراد تحقیقات اریگامی را انجام داده اند و معماری های مختلف و شکل های مختلفی را برای انجام کارکردهای مختلف ایجاد کرده اند." "کار ما مسیری همه کاره و آسان برای تعریف مناطق رسانا بر روی کاغذ فراهم می کند. ما هم اکنون کاربرد نوشتن الگوهای رسانایی متنوع بر روی کاغذ را نشان داده ایم ، و دوام تاشو کاغذ الکترونیکی صدها بار برای روشن کردن مدارها و. خاموش "
وی امیدوار است که این تظاهرات ها برای استفاده در خازن ها و باتری ها مورد توجه قرار گیرند. باتری ها در اصل از الکترودهای مثبت و منفی تشکیل شده اند که توسط یک شکاف کوچک حاوی یک الکترولیت جدا می شوند. به گفته وی ، باتری کاغذی می تواند یک الکترود مثبت و منفی را روی کاغذ چاپ کند به طوری که تاشو کاغذ باعث ایجاد شکاف کوچک مورد نیاز بین آنها می شود.
زنگ تحقیقات خود را در مورد اریگامی و مواد جدید برای پروژه الکترونیک کاغذ آورده است. او می خواهد اجزای تولید انرژی ، ذخیره سازی و استفاده کاربردی مانند یک سنسور را در یک کاغذ واحد ادغام کند.
او می گوید: "یک سنسور یکبار مصرف و یکبار مصرف می تواند در کشورهای در حال توسعه که ابزارهای بهداشتی قابل حمل ، قابل ذخیره سازی و ارزان قیمت به طور ویژه مورد نیاز هستند ، بسیار مفید باشد."
آکومولاتور های پیستونی