美国圣路易斯华盛顿大学研究人员开发出一种墨水笔,允许个人在纸张、纺织品、橡胶、塑料甚至3D物体等日常材料上手写出柔性、可拉伸的光电设备。《自然·光子学》最新发表论文报告了这种简单而通用的制造方法,无需任何专业培训或笨重的设备,任何人都能制造发光二极管(LED)或光电探测器。
研究人员演示使用新型圆珠笔在纸上书写自定义LED(左),还可在铝箔上绘制多彩图(右上)和发光图(右下)。图片来源:圣路易斯华盛顿大学
该方法能使个人在短短几分钟内创建多色LED和光电探测器,其利用圆珠笔的简单性,填充由导电聚合物、金属纳米线和钙钛矿晶体材料制成的专门设计的墨水,产生广泛的发光颜色。再通过用这些功能性墨水逐层书写,就像使用五彩笔一样,廉价、轻松、快速地创建出功能性设备,包括一次性电子产品(如智能包装)和个性化可穿戴设备(如生物医学传感器)。
这种墨水笔能驾驭从纸张到派对气球的所有基材,还克服了以往对基材扁平、光滑的高要求;更重要的是,克服了传统制造中对成本高昂的洁净室的高要求,为下一代可穿戴电子产品打开了大门,有望以前所未有的方式渗透到日常生活中。
团队表示,手写电子产品的未来应用范畴远超人们的想象。譬如,廉价、可定制的LED为实践教育、生动纺织品(如发光服装或贺卡)以及智能包装提供新思路;手写光发射器和检测器则能创建可穿戴生物医学传感器和绷带,这种绷带自带光电探测和红外LED,可实现对脉搏血氧饱和度的测量或加速伤口愈合,在医疗领域为更多的患者服务。