Mühendisler, Yıkanabilir Elektronikler için Esnek, Su İtici Grafen Devreleri Geliştiriyorlar
Fotoğraf: Jonathan Claussen ve araştırma grubu, fonksiyonel malzemeler yapmak için grafen mürekkebi bastırıyor ve işliyor.
Yeni grafen baskı teknolojisi düşük maliyetli, esnek, yüksek iletken ve su itici elektronik devreler üretebilir.
Buluşu anlatan akademik bildiriye göre bu nanoteknoloji “lekelere veya buz ve biyofilm oluşumuna dirençli kendini temizleyen giyilebilir/yıkanabilir elektroniklere büyük bir katkıda bulunacak.”
“Düşük maliyetli, mürekkep püskürtmeli baskılı grafeni alıyoruz ve fonksiyonel malzemeler yapmak için bir lazer ile ayarlıyoruz” diyen Iowa Devlet Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü Yardımcı Doçenti Jonathan Claussen, ABD Enerji Bakanlığı Ames Laboratuvarının bir üyesi ve gazetenin ilgili yazarı Nanoscale dergisinin kapağında son zamanlarda yer aldı.
Makale, Claussen ve araştırma grubundaki nanomühendislerin esnek materyaller üzerine elektrik devreleri oluşturmak için mürekkep püskürtmeli baskı teknolojisini nasıl kullandıklarını anlatıyor. Bu durumda mürekkep grafenin pullarıdır – bu harika malzeme, çok iyi elektrik ve ısı iletkeni olabilir, ayrıca sağlam, dengeli ve biyouyumludur.
Bununla birlikte, baskılı pullar çok iletken değildir ve iletken olmayan bağlayıcıları çıkarmak ve pulları bir araya getirmek, iletkenliği artırmak ve onları elektronik veya sensörler için faydalı kılmak için işlenmek zorundadır.
Baskı sonrası işlem genel olarak ısı ve kimyasallar içerir. Fakat Claussen ve araştırma grubu, ince olsa bile grafenin baskı yüzeyine zarar vermeden işleyen bir hızlı darbe lazer işlemi geliştirdiler.
Ve şimdi lazer işleme teknolojisinin bir başka uygulamasını buldular: su damlacıklarını tutabilen (hidrofilik) grafen baskılı devreleri alarak suyunu iten devreler haline getiriyorlar (süperhidrofobik).
Claussen, “Mürekkep püskürtmeli grafen yüzeyini mikro desene dönüştürüyoruz” diyor. “Lazer, küçük piramitler yığılmış gibi grafen gevreğini dikey olarak hizalar. Ve hidrofobikliğe neden olan da budur.”
Claussen, lazer işlemenin enerji yoğunluğunun basılı grafen devrelerinin hidrofobik ve iletkenlik derecesini ayarlamak için ayarlanabileceğini söyledi.
Ve bu, makaleye göre, yeni elektronik ve algılayıcılar için her türlü imkanı açıyor.
Makina mühendisliğinde ve Sanal Gerçek Uygulama Uygulamaları Merkezi’nde (Iowa State) doktora sonrası araştırma görevlisi olan Loreen Stromberg, “Geliştirmeyle ilgileneceğimiz şeylerden biri, biyo-kirlenme karşıtı malzemelerdir” dedi. “Bu, kimyasal veya biyolojik sensörler gibi cihazların optimum performansını engelleyecek yüzey üzerindeki biyolojik materyallerin birikmesini ortadan kaldırabilir.”
Bu teknoloji, esnek elektronikler, tekstillerdeki yıkanabilir sensörler, mikroakışkan teknolojiler, sürükleme azaltma, buz çözme, elektrokimyasal sensörler ve sinir yenilenmesi için kök hücreler üretmek üzere elektriksel simülasyon ve grafen yapıları kullanan teknoloji uygulamalarında yer alabilir.
Araştırmacılar, basılı grafenin nano ve mikro yüzeylerinin su itici özelliklere nasıl sahip olduklarını daha iyi anlamak için daha ileri çalışmalar yapılması gerektiğini yazdı.
Mevcut çalışmalar National Science Foundation(Ulusal Bilim Vakfı), ABD Tarım ve Köy İşleri Bakanlığı Gıda ve Tarım Ulusal Araştırma Enstitüsü, Roy J. Carver Charitable Trust’ın yanı sıra Iowa State Mühendislik Fakültesi ve makine mühendisliği bölümü tarafından sağlanan hibelerle desteklenmektedir.
Iowa Eyalet Üniversitesi Araştırma Vakfı, teknolojiyi patentlemek için çalışıyor ve muhtemel ticarileştirme için Ames tabanlı bir kuruluş olan NanoSpy Inc. (A.Ş.)’i seçti. Iowa Eyalet Üniversitesi Araştırma Parkı’nda bulunan NanoSpy, gıda işleme tesislerinde salmonella ve diğer patojenler tespit etmek için sensörler geliştiriyor. Claussen ve Stromberg de şirketin bir parçası.
Stromberg, işleme ve ayar teknolojisi grafen baskının çok yararlı olduğunu ortaya çıkardı, diyor. Sonuç olarak “elektronik, her şeye dahil ediliyor.”
Kaynak: phys.org
