Исследователи обеспечат обновление на последних технологиях, а также будущие планы исследования, на 250-й Национальной Встрече & Выставке American Chemical Society (ACS).«В основном мы используем гибридную технологию, которая смешивает традиционную электронику с гибкой, высокоэффективной электроникой и новыми 3D технологиями печати», говорит Бенджамин Дж. Ливер, доктор философии, который является в Научно-исследовательской лаборатории Военно-воздушных сил на Авиационной базе ВВС Мастера-Patterson. «В некоторых случаях мы включаем ‘чернила’, которые основаны на металлах, полимерах и органических материалах, чтобы связать систему в электронном виде.
С нашей технологией мы можем взять тонкую бритвой кремниевую интегральную схему, несколько сотен миллимикронов толщиной, и поместить ее в гибкий, сгибаемый или даже складной, подобный пластмассе материал основания», говорит он.Чтобы позволить электронике быть сгибаемой или поддающейся растягиванию или даже изменить их конфигурацию после фальсификации, команда Мастера-Patterson обратилась к жидким сплавам галлия как электрический взаимосвязанный материал, говорит Ливер. «В то время как эти жидкие сплавы, как правило, окисляются в течение минут и становятся чрезвычайно бесполезными», говорит он, «команда была в состоянии существенно уменьшить эффекты окисления с помощью ионных разновидностей, ограниченных стенами капиллярных каналов в рамках гибких оснований».Результат – тонкий, складной материал, который позволяет схеме вписываться в чрезвычайно ограниченное пространство, и даже быть интегрированным в комплекс изогнуло поверхности, такие как крыло самолета, или даже кожа человека.
В приложениях самолета Ливер объясняет, гибридная гибкая система может использоваться, чтобы контролировать усилия, и напряжения и сообщать эту информацию через миниатюру включили антенны наземным командам или пилоту. Исследователи также развивают тот же самый подход, чтобы контролировать здоровье пилотов. Это включает систему биодатчика, которая может измерить сердцебиение, уровни гидратации, пот, температуру и другие основные показатели жизнедеятельности через миниатюрную схему. Система была бы включена на гибком, пригодном участке и будет включать антенну, чтобы передать эти биометрические сигналы пилоту или наземной команде.
Участок «вдохнет», согнет и протянет и обеспечит измерения в реальном времени метрик, которые указывают на усталость или потенциальные познавательные проблемы, отмечает Ливер.Другое военное применение, которое преследуют Военно-воздушные силы, является использованием гибкой гибридной системы в «бомбах» объездчика лошадей бункера, которые взрываются после проникновения глубоко в землю. Из-за крутизны системы говорит Ливер, начальное тестирование предполагает, что гибкая схема осталась бы жизнеспособной и могла взорвать оружие после выживания начального воздействия наземного контакта, будучи исключенным из самолета.
В гражданском мире Ливер предвидит использование гибких систем, чтобы контролировать условия мостов и другие типы инфраструктуры в режиме реального времени. Он также указывает на медицинское применение, такое как физическая обратная связь для спортсменов, как они тренируются и больница в реальном времени, контролирующая для сиделок, обеспокоенных изменениями в основных показателях жизнедеятельности пациента. Этот тип контроля обходится без потребности в больших электродах и проводке, которые обычно связываются с близким медицинским наблюдением.
«В целом, вооруженные силы имеют преимущество способности продвинуться вперед с потенциально более высоким исследованием риска», объясняет он. «Коммерческие инвесторы хотят ясную демонстрацию прежде, чем сделать инвестиции. Вооруженные силы могут преследовать возможно трансформационные заявления в более ранних стадиях, если мы видим многообещающий подход, чтобы понять и продвинуть революционный потенциал технологии.
Когда мы успешны, коммерческий сектор непосредственно извлекает выгоду».Ливер добавляет, что команда Мастера-Patterson – часть недавно созданного ведомого министерством обороны Института Нового метода производства Flexible Hybrid Electronics, о котором объявил президент Барак Обама в прошлом декабре.
За следующие пять лет $75 миллионов будут предлагаться в соответствии грантам, чтобы поощрить внутреннее развитие гибкого гибридного производства электроники.