Aan het Korea Institute of Science and Technology, Dr. Hyunjung Yi van het Post-Silicon Semiconductor Institute en haar onderzoeksteam hebben een transfer-printtechnologie ontwikkeld die hydrogel en nano-inkt gebruikt om hoogwaardige sensoren te creëren op flexibele substraten met verschillende vormen en structuren.

Met de populariteit van draagbare apparaten, waaronder smartwatches en fitnessbanden die direct op de huid worden bevestigd, er is een groeiende vraag naar technologieën die de productie van hoogwaardige sensoren op oppervlakken van verschillende vormen en typen mogelijk maken.

Transferprinten werkt op een manier die vergelijkbaar is met die van een tatoeagesticker:door de tatoeagesticker op de huid te plakken en vervolgens de papieren achterkant te verwijderen, blijft er een afbeelding op de huid achter. Het nieuw ontwikkelde proces creëert een structuur op het ene oppervlak en brengt het vervolgens op een vergelijkbare manier over naar een ander. Het meest opvallende voordeel van dit proces is dat het grotendeels de moeilijkheden vermijdt die gepaard gaan met het maken van apparaten direct op substraten die thermisch en/of chemisch gevoelig zijn, daarom wordt transferprinten veel gebruikt voor de productie van flexibele apparaten. Anderzijds, het belangrijkste nadeel van de huidige transferdrukprocessen is dat ze meestal alleen kunnen worden gebruikt voor substraten met vlakke oppervlakken.

Het KIST-team overwon deze beperkingen door een eenvoudig en gemakkelijk transferdrukproces te ontwikkelen waarmee hoogwaardige, flexibele sensoren op topografische oppervlakken met diverse functies en texturen.

Gebruikmakend van de poreuze en hydrofiele aard van hydrogels, het KIST-team inkjetdrukte een op waterige oplossing gebaseerde nano-inkt op een hydrogellaag, die werd gestold op een topografisch oppervlak. De oppervlakteactieve stof en het water in de nano-inkt gingen snel door de poreuze structuur van de hydrogel, waardoor alleen het hydrofobe nanomateriaal op het oppervlak achterblijft - de deeltjes zijn groter in lengte dan de diameter van de gaten in de hydrogel.

De hoeveelheid nano-inkt die voor dit printproces werd gebruikt, was erg klein, waardoor de snelle vorming van elektroden mogelijk is. Bovendien, de elektrische prestaties van de elektroden waren uitstekend vanwege de hoge zuiverheid en uniformiteit van de resulterende nanonetwerken. Ook, vanwege de hydrofobe aard van het nanomateriaal, er was een extreem lage mate van interactie tussen het en de hydrogel, waardoor de elektroden gemakkelijk naar verschillende topografische oppervlakken kunnen worden overgebracht.

T-technologie voor het overbrengen van nanonetwerken via een methode die een vormbare elastomere vloeistof op een hydrogeloppervlak laat stollen, maakt de eenvoudige creatie van flexibele elektroden mogelijk, zelfs op ondergronden met ruwe oppervlakken. Het team bracht nano-elektroden rechtstreeks op een handschoen over om een ​​aangepaste sensor te maken die vingerbewegingen onmiddellijk kan detecteren. Het creëerde ook een flexibele, krachtige druksensor die de pols in de pols kan meten.

Yi zei, "De uitkomst van dit onderzoek is een nieuwe en gemakkelijke methode om flexibele, hoogwaardige sensoren op oppervlakken met uiteenlopende kenmerken en structuren. We verwachten dat deze studie zal worden gebruikt in de vele gebieden die de toepassing van hoogwaardige materialen op flexibele en/of niet-traditionele substraten vereisen, inclusief digitale zorg, intelligente mens-machine-interfaces, Medische techniek, en elektrische materialen van de volgende generatie."