中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
通常來(lái)講，傳統的“情報、監視與偵察”（ISR）傳感器總是由笨重的天線(xiàn)和大盒子組成，并且需要固定到位。美國空軍研究實(shí)驗室（AFRL）和哈佛大學(xué)的研究人員正尋求將傳感器縮小到創(chuàng )可貼大小，為傳感器及傳感器應用的發(fā)展創(chuàng )造新的可能。比如，將傳感器的電子元件數字化地“印刷”成薄片狀、可彎曲、可伸縮的彈性材料。這種傳感器的價(jià)格可能比傳統產(chǎn)品便宜，但真正的意義在于突破了傳統傳感器的局限，顯著(zhù)減輕下一代ISR的重量。AFRL和哈佛大學(xué)威斯生物啟發(fā)工程研究所的研究人員表示他們已開(kāi)發(fā)出實(shí)現該設想的方法。其技術(shù)細節已發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志，現正在開(kāi)發(fā)實(shí)際應用。
“混合3D打印”技術(shù)利用增材制造將柔軟的導電油墨與基片結合在一起，形成有彈性的電子元件
用途
空軍設想這種新型傳感器將具有一系列的潛在用途。比如纖細的彈性條帶可取代飛機上的大盒子傳感器，節約空間和載重。同時(shí)它們還可以減輕維護負擔，比如加油機油囊周?chē)木S護工作就非常復雜，需要數人從飛機上取下油囊來(lái)尋找漏洞，如果油囊上安裝新型柔性傳感器，可降低維護成本，縮短維護周期。
其他軍種也可從中受益。研究人員正在研究新型傳感器如何增強步兵能力，比如利用穿戴電子設備感知疲勞和運動(dòng)，通過(guò)監測步態(tài)或觀(guān)察手臂如何彎曲，提供更好的體能評估以及更深層次了解他們的身體能力和限制。此外，印刷電子不僅僅可用作傳感器，研究人員還在探索使用彈性介質(zhì)印刷電路來(lái)產(chǎn)生電力。
運用商業(yè)力量
AFRL也通過(guò)公私合作機構NextFlex來(lái)協(xié)調組織商業(yè)領(lǐng)域的力量。該聯(lián)盟成立于2015年，正聯(lián)合國防、工業(yè)和學(xué)術(shù)界共同推動(dòng)柔性電子的發(fā)展。該組織表示，其宗旨是“創(chuàng )造符合規范的、可伸縮的智能產(chǎn)品，從而開(kāi)創(chuàng )‘電子一切’的時(shí)代，提升全世界的效率?！盇FRL相關(guān)負責人表示，這將提升混合電子領(lǐng)域的制造水平。因為除了基礎科學(xué)外，還需要將這些能力轉化為設備和產(chǎn)品的制造能力。但這一轉變可能需要幾年的時(shí)間。
下一步計劃
AFRL團隊表示，3D打印技術(shù)將在一年內完成“印刷”電子元件的生產(chǎn)，但在開(kāi)發(fā)彈性介質(zhì)方面仍有一些材料科學(xué)工作要做。在他們發(fā)表的研究結果中，研究人員使用了3D打印機生成一種導電、含銀的熱塑性聚氨酯，然后運用拾放方法將微控制器芯片和LED燈置入柔性基片。這是3D打印機首次打印帶有集成微電子元件的彈性傳感器，打印機從零開(kāi)始打印了一個(gè)完整的彈性電路，實(shí)現了印刷部件與現成電子產(chǎn)品的相結合。最終產(chǎn)品即使被拉伸超過(guò)原尺寸的30%也能保持功能。
