سوسپانسیونی از ذرات مس شکاف‌ اتصالات الکترونیکی را ترمیم کرده و راهی برای بهبود مدارهای صدمه‌دیده فراهم می‌کند.

الکترونیک مدرن به شکل فزاینده‌ای در حال سبک‌شدن و بادوام شدن است، اما ساختار آن‌ صلب است. الکترونیک آینده از نیمرساناهای نازک و زیرلایه‌های انعطاف‌پذیر استفاده خواهد کرد تا کاربردهای وسیعی شامل قطعات تشخیصی پوشیدنی پزشکی و نمایش‌گرهای رولی استفاده کرد. با این حال، بین‌اتصالاتی (سیم‌های نازکی که گیت‌های منطقی و دیگر مولفه‌های مداری را متصل می‌کند) وقتی خم می‌شوند قابلیت شکستن پیدا می‌کنند؛ چیزی که باعث می‌شوند الکترونیک انعطاف‌پذیر در شکل حاضر غیر قابل اعتماد باشند. آمیت کومور (Amit Kumar) و همکارانش در یک آزمایش جدید در موسسه‌ی علوم هندوستان و دانشگاه کمبریج، فناوری جدیدی را به منظور الکترونیک خود-ترمیمی به نمایش گذاشته‌اند. این روش برخلاف فناوری‌های خود-ترمیمی گذشته به مواد نادر یا افزودن مدار پیچیده نیاز ندارد.

این تیم میکروکره‌هایی را با شعاع ۵ میکرون در روغن سیلیکون (یک سیال عایق) معلق کرده‌اند. سپس یک اتصال الکتریکی باز را در این مخلوط غوطه‌ور ساخته‌اند تا یک مدار شکسته شده را شبیه‌سازی کنند. این پژوهش‌گران اختلاف پتانسیلی را در این طول شکاف اعمال کرده‌اند؛ چیزی‌که برای اتصالات شکسته‌شده در یک مدار فعال انتظار می‌رود. این اختلاف پتانسیل یک میدان الکتریکی ایجاد کرده و کره‌های مسی را جذب می‌کند. این کره‌ها در طول روغن سیلیکون حرکت می‌کنند تا زنجیره‌ای خوشه‌ای از میکروکره‌هایی که به شکلی سست بهم پیوند خورده‌اند را تشکیل دهند و به این شکل، شکاف میان اتصال را پل می‌زنند. گرمایی که از این جریان ناشی شده و از این زنجیره‌ها شارش پیدا می‌کند، آن‌ها را پایدار می‌سازد و اتصالات شبه‌سیمی پایدارتری ایجاد می‌کند. برخلاف دیگر آزمایش‌های خود-ترمیمی، این کره‌های مسی هم انعطاف‌پدیرند و هم قابل کشش هستند.

برای آنکه بتوان از این فناوری در کاربردهای انعطاف‌پذیر استفاده کرد، محققان لازم است تا راه‌هایی برای استفاده از ذرات کوچک‌ترِ مس جهت ترمیم شکاف‌های مداری کوچک‌تر پیدا کرده، سوسپانسیون‌های سیلیکون-مس را به درون قطعات واقعی وارد کنند و تداخل مابین سیم‌های تشکیل شده توسط این ذرات رسانا در مدار را حذف کنند.

این پژوهش در مجله‌ی فیزیکال ریویو لترز به چاپ رسیده است.

درباره‌ی نویسنده:

متیو فرانسیس فیزیک‌دان و نویسنده‌ی آزاد علمی در اوهایو است.

منبع:

Flexible Electronics, Heal Thyself