客服
新型墨水可使用圓珠筆繪制LED，大眾DIY時代到來？
印刷機的發明徹底改變了書面文字的復制方式，讓疲憊的抄寫員的雙手得到了休息，并使書面材料更容易獲取。圣路易斯華盛頓大學麥凱維工程學院也取得了類似的突破。
研究人員與電氣與系統工程副教授Chuan Wang合作開發了墨水筆，可以讓人們在紙張、紡織品、橡膠、塑料和3D物體等日常材料上手寫柔性、可拉伸的光電設備。用于發射和檢測光的柔性光電器件已經存在于智能手機和健身追蹤器等日常用品中，它們具有彎曲、折疊等特性。
該團隊近期發表在《自然光子學》的一篇論文中，報告了他們簡單而多功能的制造方法，允許任何人制造定制發光二極管(LED)或光電探測器，而不需要任何專門的培訓或笨重的設備。新的手持式制造技術建立在研究人員早期工作的基礎上，他們展示了一種用簡單的噴墨打印機制造可拉伸LED的新方法。
研究人員表示，手寫自定義設備是繼打印機之后的下一步。我們已經有了墨水，所以采用我們已經開發的技術并對其進行修改，使其在普通圓珠筆中使用，這是一個自然的轉變，因為在普通圓珠筆上，所有人都可以買到便宜的墨水。
該團隊采用環保、創新的手寫方法，使個人能夠在短短幾分鐘內創建多色LED和光電探測器。該技術利用圓珠筆的簡單性，填充由導電聚合物、金屬納米線和稱為鈣鈦礦的晶體材料制成的專門設計的墨水，以產生寬光譜的發射顏色。通過用這些功能性墨水逐層書寫，就像使用彩色筆一樣，可以廉價、輕松、快速地創建各種功能設備，包括智能包裝等一次性電子產品和生物醫學傳感器等個性化可穿戴設備。
盡管該團隊已經開發出了可打印墨水，但將其轉化為可在日常材料上手寫的標準圓珠筆，需要進行一些調整以控制潤濕性并提高可寫性。最重要的是，必須確保墨水可以應用于多孔和纖維基材，包括紙張和紡織品，而無需流淌或混合。除了避免污跡設計帶來的審美失望之外，各層還必須保持離散，以確保光電器件的功能性、高性能。
研究人員說：“從打印機到圓珠筆的轉換可能看起來很簡單，但實際上比僅僅加載墨水要棘手一些。我們的墨水經過特殊配制，因此筆是通用的，這意味著它們幾乎可以在所有基材上使用。該設備的每一層都被設計為具有固有彈性，因此能夠承受變形，并且可以彎曲、拉伸和扭曲，而不會影響設備性能。例如，畫在手套上的LED可以承受反復握拳和松開拳頭造成的變形，畫在橡膠氣球上的LED可以承受一次又一次的膨脹-緊縮循環。”
墨水筆可以在從紙張到派對氣球的所有基板上工作，它克服了傳統LED制造的關鍵限制，特別是對平坦、光滑基板和成本高昂的潔凈室制造設備的要求，并為下一代可穿戴電子產品以前所未有的方式滲透日常生活打開了大門。
研究人員預計手寫電子產品的未來應用將僅受用戶想象力的限制。直接用途包括從教育目的和科學普及到電子包裝和服裝，再到醫療傳感器和繃帶。
研究人員說：“廉價、可定制的LED為實踐教育、發光服裝或賀卡等更生動的紡織品以及智能包裝提供了機會。我們真正感興趣的一個領域是醫療應用。手寫光發射器和探測器在創建可穿戴生物醫學傳感器和繃帶時提供了更多針對特定患者的靈活性，這些傳感器和繃帶可以在其上繪制光電探測器和紅外LED，用于測量脈搏血氧飽和度或加速傷口愈合。”
研究人員表示，這種方法的方便性和靈活性可以使電子制造民主化，使定制的、可拉伸的電子設備成為日常生活的一部分。
這項研究于8月7日發表在《自然光子學》上。
