Ceci est un exemple d'électronique de détection de lumière simple avec une LED (diode électroluminescente), une diode photosensible (semi-conducteur) et une alimentation connectée par un circuit haute performance à l'intérieur du polymère. La LED est allumée lorsqu'elle est exposée à la lumière et éteinte lorsque la lumière de la diode est bloquée. Crédit :Md Naim Jahangir
Les ingénieurs de Rutgers ont intégré des circuits électriques haute performance dans des plastiques imprimés en 3D, ce qui pourrait conduire à des drones plus petits et polyvalents et à de petits satellites plus performants, implants biomédicaux et structures intelligentes.
Ils ont utilisé des impulsions de lumière à haute énergie pour fusionner de minuscules fils d'argent, résultant en des circuits qui conduisent 10 fois plus d'électricité que l'état de l'art, selon une étude de la revue Additive Manufacturing. En augmentant la conductivité 10 fois, les ingénieurs peuvent réduire la consommation d'énergie, prolonger la durée de vie des appareils et augmenter leurs performances.
"Notre innovation est très prometteuse pour le développement d'une unité intégrée utilisant l'impression 3D et des impulsions lumineuses intenses pour fusionner des nanoparticules d'argent pour l'électronique, " a déclaré l'auteur principal Rajiv Malhotra, professeur adjoint au Département de génie mécanique et aérospatial de l'École d'ingénierie de l'Université Rutgers – Nouveau-Brunswick.
Intégrer des interconnexions électriques à l'intérieur de structures imprimées en 3D en polymères, ou plastiques, peut créer de nouveaux paradigmes pour des appareils plus petits et plus économes en énergie. De tels dispositifs pourraient inclure des CubeSats (petits satellites), drones, émetteurs, capteurs de lumière et de mouvement et systèmes de positionnement global. De telles interconnexions sont également souvent utilisées dans les antennes, capteurs de pression, bobines électriques et grilles électriques pour le blindage électromagnétique.
Les ingénieurs ont utilisé un "frittage de lumière pulsée intense" de haute technologie - mettant en vedette la lumière à haute énergie d'une lampe au xénon - pour fusionner de longues tiges minces d'argent appelées nanofils. Les nanomatériaux sont mesurés en nanomètres (un nanomètre est un millionième de millimètre, soit environ 100, 000 fois plus fin qu'un cheveu humain). Les nanomatériaux d'argent fondu sont déjà utilisés pour conduire l'électricité dans des dispositifs tels que les cellules solaires, affichages et étiquettes d'identification par radiofréquence (RFID).
Les prochaines étapes comprennent la création de circuits internes entièrement en 3D, améliorer leur conductivité et créer des circuits internes flexibles à l'intérieur de structures 3D flexibles, dit Malhotra.
L'auteur principal est le doctorant de Rutgers, Md Naim Jahangir. Les co-auteurs de Rutgers incluent Jeremy Cleeman et l'étudiant postdoctoral Hyun-Jun Hwang.
