Các nhà nghiên cứu tại Đại học Công Nghệ Georgia (Georgia Tech) đã phát triển một công nghệ mới cho phép in các mạch điện tử tiên tiến dựa trên nền mực in từ các máy in để bàn. Sử dụng thiết bị trị giá khoảng 300$ (hiện đã có bán ngoài các cửa hàng), các nhà nghiên cứu đã có thể in được những mạch điện với hình dạng tùy ý trên giấy đã qua tráng nhựa (resin-coated paper), tấm film PET, và giấy in ảnh bóng (glossy photo paper). Loại mực in được sử dụng là mực in chưa các hạt nano bạc (silver nanoparticle ink).
Việc “in” mạch điện thực ra không phải là một sự kiện gì quá mới mẻ trong thế giới công nghệ hiện nay. Thế nhưng điều đặc biệt của công nghệ mới này, đó là nó có thể làm cho quá trình in diễn ra nhanh hơn với chi phí rẻ hơn khá nhiều. Tương tự với công nghệ in dựa trên nền tảng graphene (đã được thực hiện tại Học Viện Công Nghệ Max Planck- Max Planck Institute), phương pháp của nhóm nghiên cứu tại Georgia cũng sử dụng các hộp mực đã hết của máy in phun. Tuy nhiên phương pháp này không cần phải gia nhiệt khi in (đối với nền tảng graphene thì giấy in cần được gia nhiệt ở 800 độ C trong môi trường không có oxy).
Được đề xướng bởi Đại Học Tokyo với sự đóng góp của Trung Tâm Nghiên Cứu Microsoft về ý tưởng, nhóm nghiên cứu đã tiến hành dự án dựa trên nển tảng vật liệu và thiết kế mạch điện được sử dụng trong sản phẩm cảm biến chất nổ từ giấy (cũng do Georgia Tech thực hiện). Nhờ đó, họ đã có thể in các mạch điện trên nền tảng mực in trong thời gian ngắn, chỉ tầm 60 giây.
Ông Gregory Abowd, viện trưởng Viện Điện Toán Tương Tác (Interactive Computing) tại Georgia Tech cho biết: “Chúng tôi tin rằng đây sẽ là cơ hội để giới thiệu một hướng tiếp cận mới cho công nghệ in mẫu nhanh các mạch điện tử tùy chỉnh. Các dụng cụ cần thiết để tạo mạch điện tử nay đã nằm ở mức mọi người đều có thể tiếp cận và thử nghiệm. Tuy nhiên tại thời điểm này thì điều đó vẫn đúng với các chuyên gia nhiều hơn là người dùng hàng ngày.”
Ông Abowd tin rằng nghiên cứu này sẽ có những ảnh hưởng trực tiếp đến các chuyên gia và các nhà nghiên cứu tại trường Đại Học- những người muốn tiến hành thí nghiệm với các hình thức tương tác điện tử mới. Đây có thể sẽ là sự khởi đầu của thời kỳ chế tạo mang tính cá nhân hơn. Ông Yoshihiro Kawahara từ Đại Học Tokyo cho biết thêm: “Thậm chí ngay cả với nhưng chuyên gia trong ngành kỹ thuật điện tử, sự xuất hiện của một loại mực thiêu kết hóa học mới (mà hầu như không cần thiêu kết) vẫn là một tin chấn động.”
Công nghệ này cũng có thể dễ dàng tiếp cận bởi những nhà sản xuất hay những DIYers (những người chế tạo cá nhân kiểu do-it-yourself). Giá mực in là 200$ cho một lọ thể tích 100ml, giá máy in thì vào khoảng 80$ và hộp mực rỗng co giá khoảng 10$. Một lọ mực (hiện được bán bởi công ty Mitsubishi Imaging),có thể phủ được một diện tích khoảng 10m2. Diện tích bao phủ này được đánh giá tương đương với loại mực bạc không hạt (particle-free silver ink) nhưng loại mực bạc này yêu cầu máy móc phức tạp hơn rất nhiều. Công nghệ của Georgia Tech không tương thích với vải bạt (canvas) và các tấm điện từ (magnet sheets).
Mạch điện được in ra có thể đính vào mẫu thiết kế điện tử và các thành phần liên quan bằng cách sử dụng băng dính hai mặt dẫn điện hoặc keo bạc gốc epoxy. Các nhà nghiên cứu đã trình diễn chất lượng của mạch in bằng cách đính một băng điện dung (capacitive ribbon) chứa mạch in của họ lên một chiếc cốc. Sau khi kết nối các mạch viền với một vi điều khiển, nhóm nghiên cứu đã có thể đo được thể tích của dung dịch chứa trong chiếc cốc.
Các thông tin chi tiết về công nghệ này được trình bày trong tài liệu đính kèm dưới đây.
Người dịch: Trungmaster, theo Gizmag
Tài liệu đính kèm:
Y. Kawahara, S. Hodges, et.al., “Instant inkjet circuits: lab-based inkjet printing to support rapid prototyping of UbiComp devices”, Proceedings of the 2013 ACM international joint conference on Pervasive and ubiquitous computing, Pages 363-372.
