印刷電子和3D打印如何改變我們的生活？

徐世垣

印刷電子正在走上第三維，未來，電路板和更多器件不僅可以在薄膜或其他平面載體上印刷，而且還可以打印到三維物體中。

染矢高雄博士在報告中稱：“利用3D打印技術打印電子器件是一個上升的市場，利用3D打印技術不僅能夠把電子功能打印在復雜的部件表面，而且也能整合到其內(nèi)部。”

目前，許多行業(yè)也正在逐層建立物體的3D打印系統(tǒng)，借助多個打印頭將不同的塑料或金屬與塑料或陶瓷組合。

目前，德國弗勞恩霍夫制造技術和應用材料研究所的研究人員利用3D打印系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了傳統(tǒng)塑料和導電塑料的共同打印。

分散、個性化和低成本是3D打印的特性。未來，只需輕觸按鈕，到處都可以打印出零配件。目前，美國Optomec公司受美國航天局NASA的委托，正在研制用于在太空制造電子器件的3D打印機。

材料硬化

在多種3D打印材料中，材料硬化的現(xiàn)象被視為—種挑戰(zhàn)。具有金屬顆粒的打印漿料需要高溫處理，才能產(chǎn)生電氣性能。針對這個問題，美國Novacentrix公司研發(fā)了一項解決方案，使脈沖光極其短暫地作用于印刷金屬結(jié)構上，這樣即使不耐熱的塑料也不會受到損壞。

本文開頭提到的染矢高雄博士及其團隊研制了一種含有納米銀粒子彈性體構成的導電印刷漿料。這種漿料可拉伸5倍，不會失去其電氣性能。基于此項研究成果，日本研究人員已經(jīng)制成了具有彈性的壓力和溫度傳感器，可將其壓在任意形狀的物體和紡織品上。

傳感器

由法國Insog和英國Flexenable公司提供的超薄、可彎曲的光學傳感器，可以采集分辨率為500dpi的指紋。它可以整合在智能手機、開門器和許多其他應用上，作為附加的安全功能，傳感器還能識別指紋是否來源于人。

英國Haydale公司制成了一種基于“神奇材料”石墨烯的導電墨水。該公司與德國機器制造廠以及其他印刷機制造商合作，研制出了制作生物傳感器的技術，可以用于產(chǎn)生蛋白質(zhì)孔穴的特殊結(jié)構的凹印滾筒、柔印機組和干燥單元。

有機太陽能電池和智能包裝

除傳感器技術之外，光伏屬于較早涉及印刷電子的行業(yè)。例如，巴西CSEM公司研制出的透明、可彎曲的有機太陽能電池，可用于玻璃幕墻和其他部件。

在智能包裝方面，巴斯夫化學集團公司與海德堡創(chuàng)新實驗室共同研制了一種帶有壓阻式傳感器和3個發(fā)光二極管的標簽，施壓后發(fā)光二極管逐個發(fā)光。

在智能包裝領域，利用印刷和有機電子產(chǎn)品研發(fā)的交互式標簽，可以用作營銷工具，也可以為消費者提供獨特的使用感受。