Onderzoekers van Carnegie Mellon University's College of Engineering gebruiken een standaardprinter om robuuste, zeer flexibel, tattoo-achtige circuits voor gebruik in draagbare computers.

Het goedkope proces voegt sporen toe van een elektrisch geleidend, vloeibare metaallegering tot tatoeagepapier dat hecht aan de menselijke huid. Deze ultradunne tatoeages kunnen gemakkelijk met water worden aangebracht, op dezelfde manier zou je een decoratieve tatoeage van een kind aanbrengen met een vochtige spons.

Andere tatoeage-achtige elektronica vereisen ofwel complexe fabricagetechnieken in een cleanroom of missen de materiaalprestaties die nodig zijn voor rekbare digitale circuitfunctionaliteit op de huid.

Carmel Majidi, een universitair hoofddocent werktuigbouwkunde, is geen onbekende in het overwinnen van obstakels op het gebied van zachte elektronica, een gebied waarin hij een pionier is. In recente jaren, hij heeft transistors van vloeibaar metaal gemaakt, onzichtbare circuits, zelfherstellende circuits, en thermisch geleidend rubber (bekend als 'Thubber'). Hij en zijn teamleden in het Soft Machines Lab stropen de mouwen op om flexibele tatoeages aan te pakken.

Het is ze gelukt.

"Onze techniek is eenvoudig, zei Majidi. "We gebruiken een desktop-inkjetprinter om sporen van zilveren nanodeeltjes af te drukken op tijdelijk tattoopapier. Vervolgens bekleden we de deeltjes met een dunne laag gallium-indiumlegering die de elektrische geleidbaarheid verhoogt en de gedrukte schakeling mechanisch robuuster maakt. De tatoeages zijn ultradun, zeer rekbaar, en goedkoop te produceren."

Naast de goedkope verwerking, deze tatoeages bieden nog andere voordelen. Omdat ze mechanische eigenschappen hebben die vergelijkbaar zijn met lichtgewicht stoffen, ze blijven functioneel onder buigen, vouwen, draaien, en spant tot ongeveer 30% (wat de typische rekbaarheid van de menselijke huid is). Ze kunnen zich aanpassen aan en hechten aan sterk gebogen 3D-oppervlakken, als een model van een menselijk brein of een citroen.

Toepassingen voor ultradunne, compatibele tatoeages omvatten epidermale biomonitoring, zachte robotica, flexibele displays, en 3D-overdraagbare geprinte elektronica.

Het onderzoek werd uitgevoerd in samenwerking tussen Carnegie Mellon's Soft Machines Lab en het Institute of Systems and Robotics aan de Universiteit van Coimbra in Portugal.

De bevindingen werden gepubliceerd in de krant, "EGaIn‐Assisted Room‐Temperatuur sinteren van zilveren nanodeeltjes voor rekbare, Inkjet‐Gedrukt, Dunne-film elektronica, " in Geavanceerde materialen .