Дослідники з MIT несподівано знайшли спосіб транзисторів та інших компонентів електроніки без використання напівпровідників.
Основна проблема 3D-друку електроніки полягає в тому, що напівпровідникові елементи складаються з тонких шарів кремнію та надзвичайно крихкі. Їхній функціональності може впливати пил, температура та вологість. Тому чипи створюються в чистих приміщеннях, де усі фактори суворо контролюються, щоб гарантувати точну роботу мікросхем.
Сучасний дизайн мікросхем надзвичайно складний: вони складаються з мільярдів транзисторів та виготовляються за нанометровими технологіями. Цей процес набагато точніший, ніж дозволяють можливості сучасних 3D-принтерів.
Вчені MIT насправді не намагалися відтворити сучасні чипи та навіть не думали про щось подібне — можливість з’явилася майже випадково. Раніше цього року вони виготовили магнітні котушки індуктивності за допомогою процесу, що називається екструзійним друком — коли принтер розплавляє нитку та розбризкує матеріал через сопло, виготовляючи об’єкт шар за шаром.
Дослідники помітили, що матеріал, який вони використовували, полімерна нитка, легована наночастинками міді, виявляє великий сплеск опору, коли вони пропускають через неї великий струм. Як тільки струм вимикався, опір повертався до нормального значення. Властивість змінювати опір під впливом струму дозволяє створювати транзистори.
«Ми побачили, що це те, що може допомогти вивести обладнання для 3D-друку на новий рівень. Цей метод пропонує чіткий спосіб забезпечити певний ступінь «розумності» електронного пристрою», — каже Луїс Фернандо Веласкес-Гарсія, головний науковий співробітник Лабораторії технологій мікросистем MIT.
Команда продемонструвала повністю надруковані на 3D-принтері багаторазові запобіжники та транзистори з використанням цього недорогого матеріалу. Маючи розмір у кілька сотень мікрон, ці транзистори не такі маленькі та продуктивні, як у сучасному процесорі. Однак вони довговічні та можуть використовуватися для простих завдань.
Онлайн-курс Digital Marketing від Mate academy. Навчися залучати клієнтів і просувати бренди на курсі Digital marketer від Mate academy! Отримай практичні навички та знайди першу роботу після навчання. А ще, не проґав знижку на курсн. Детальніше про курс
«Реальність така, що існує багато інженерних ситуацій, які не вимагають найкращих чипів. Зрештою, все, що вас хвилює, це те, чи зможе ваш пристрій виконати це завдання. Ця технологія здатна задовольнити деякі обмеження», — каже Веласкес-Гарсія.
Завдяки біорозкладаному матеріалу та відсутності потреби в чистих приміщеннях цей метод виготовлення простої електроніки може знайти застосування у місцях, де складно виготовляти високоякісні пристрої, наприклад у віддалених дослідницьких лабораторіях, навіть на борту космічних кораблів. Дослідження опубліковане в журналі Virtual and Physical Prototyping.
Джерела: MIT, New Atlas
