Гибкие схемы смогут следить за состоянием инженерных сооружений

18 августа 2015 г., 17:45

На состоявшейся в Бостоне 250-й Национальной конференции Американского Химического Общества (ACS) представители научной лаборатории авиабазы Райт-Паттерсон рассказали о результатах ведущихся там уже несколько лет исследований возможности замены жестких печатных плат быстродействующими электронными схемами, размещенными на тонкой и гибкой ленте.

«Главным образом, мы используем гибридную технологию, сочетающую традиционную электронику с гибкими высокопроизводительными схемами и новыми технологиями 3D-печати, — сообщил Бенджамин Ливер (Benjamin J. Leever). — В некоторых случаях мы добавляем „чернила“ на базе металлов, полимеров и других органических материалов, для электронного связывания таких систем. Наши технологии позволяют размещать сверхтонкие (толщиной несколько сот нанометров) кремниевые интегральные схемы на гибкой или даже складывающейся подложке из пластического материала».

В качестве материала для гибких соединений команда лаборатории остановилась на жидких сплавах галлия. Обычно они окисляются и становятся бесполезны за считанные минуты, но инженеры смогли практически нивелировать окисление, заключив проводники в микрожидкостные каналы в толще гибкой подложки. Таким образом они получили тонкий складывающийся материал, позволяющий умещать электронные схемы в очень малом объеме или интегрировать их в криволинейные поверхности сложной формы, такие как крыло самолета или даже человеческая кожа.

В авиационных приложениях подобная гибридная гибкая система может служить для мониторинга напряжений и деформаций с передачей данных через миниатюрные встроенные антенны на приборы кокпита. Аналогичным образом можно контролировать и состояние пилота.

Высокая прочность гибких схем, отмечает Ливер, позволяет использовать их для управления глубиной подрыва бетонобойных снарядов, предназначенных для разрушения бункеров.

Гражданские версии таких устройств могут применяться для постоянного дистанционного контроля состояния мостов и прочих строительных конструкций, для мониторинга пациентов больниц и оценки эффекта тренировок на атлетов.

Лаборатория базы Райта-Паттерсона входит в структуру Инновационного института производства гибкой гибридной электроники (Flexible Hybrid Electronics Manufacturing Innovation Institute) с 5-летним финансированием 75 млн долл., создание которого президент Барак Обама анонсировал в декабре прошлого года.