Cette nouvelle technique de fabrication utilise un procédé rouleau à rouleau similaire à celui couramment utilisé dans l'impression de journaux pour produire des lignes de métal plus lisses et plus souples pour la production de dispositifs électroniques à grande vitesse.
Ce processus peu coûteux, développé par les chercheurs de Purdue University, combine des outils et des méthodes pour le traitement des métaux à grande échelle dans la production industrielle existante. La rapidité et la précision du processus permettent de surmonter nombre des difficultés rencontrées dans le processus de fabrication des produits électroniques.
Les téléphones mobiles, les ordinateurs portables, les tablettes et de nombreux autres appareils électroniques reposent sur leur circuit métallique interne pour un traitement rapide des informations.Les méthodes actuelles de câblage métallique sont généralement réalisées en faisant passer de fines gouttelettes de métal liquide à travers une ligne cible. Réticule en forme de ligne de métal, un peu comme un graffiti sur le mur.
"Le problème, cependant, est que les lignes métalliques produites par cette technologie ont une surface très rugueuse, ce qui fait que les composants électroniques chauffent plus rapidement et drainent la batterie plus rapidement", a déclaré Martinez, professeur assistant d'ingénierie industrielle et biomédicale. .
De plus, les appareils électroniques à grande vitesse futurs nécessitent des composants métalliques plus petits et la production de composants métalliques à l'échelle nanométrique plus petits nécessite une résolution plus élevée.
«Pour fabriquer des pièces métalliques de plus en plus petites, il faut des moules à résolution plus élevée, jusqu'à une taille nanométrique», a ajouté M. Martinez. En modelant les plus petites particules de leurs particules, c'est comme faire des châteaux de sable plus petits que du sable.
Cette «limite de formabilité» nous empêche de traiter des matériaux à haute vitesse à une résolution nanométrique.
Les chercheurs de l'Université Purdue ont résolu ces deux problèmes: la rugosité et la faible résolution grâce à une nouvelle approche de fabrication basée sur une échelle qui permet de fabriquer des fils métalliques lisses à l'échelle nanométrique avec des lasers traditionnels au CO2. Les lasers sont très courants dans la découpe et la gravure industrielles.
«L'impression de minuscules dispositifs électroniques en métal, tels que les journaux imprimés, peut les rendre plus fluides. Cette électronique à surface lisse présente un risque très faible de surchauffe et peut mieux transmettre les courants», a déclaré Martinez.
Cette méthode de fabrication s'appelle la superplasticité induite par laser Roll to Roll, qui utilise une matrice de laminage à la manière d'un journal à grande vitesse, une technologie qui peut être utilisée en peu de temps. L'application d'une irradiation laser à haute énergie induit la «superplasticité» de divers métaux, ce qui permet au métal de s'écouler dans le motif des caractéristiques nanométriques de l'estampeur à roulement - qui contourne la «limite de formabilité».
«À l'avenir, en utilisant notre technologie pour fabriquer des équipements basés sur un processus roll-to-roll, nous pouvons produire des écrans tactiles qui couvrent des nanostructures qui interagissent avec la lumière et génèrent des images 3D. Faire des biocapteurs plus sensibles », a déclaré Martinez.