走近世界首臺全自動液態金屬打印機
2014-05-06 10:14 來源：中國科學報 責編：劉曉燕
- 摘要：
- 你是否想過自己動手“造”一臺個性化電腦、一張音樂賀卡或是設計制造一塊特殊電路板？不久前，中科院理化技術研究所研制的世界首臺全自動液態金屬個人電子電路打印機，或許能幫你實現夢想。
很多看過這些銀光閃閃、宛若游龍的電路圖的人都誤以為這些電路材料只是普通的“銀漿”，但其實這些合金線路的導電性卻是傳統銀漿的100倍，且彎折后不會出現傳統電子墨水那樣的斷路問題。
為了得到室溫下可以流動且具有良好黏附性的金屬，課題組窮盡了各種辦法，最終找到以金屬鎵為主要成分的合金組合，并將其作為“墨水”用在了制作電路板方面。由此，劉靜和課題組走出了全球液態金屬打印的第一步，他們給這項技術起了一個富有詩意的名字——“夢之墨”；而此后研制出的液態金屬打印機也被冠以“夢之墨”打印機之稱。
然而，新的問題又接踵而至。如何讓黏度高、表面張力大的液態金屬從筆中流出來？如何讓到處滾動的金屬液滴在基底材料上牢固黏著？對此，課題組又展開了新一輪的攻關。最終，他們通過大氣擠壓、撞擊以及對流體實施改性等方式悉數解決了以上問題。
做“完美”科學
“能做出這樣的機器，一定要有前瞻性的眼光，劉老師的想法一直都很超前。”該論文第一作者、頗有些靦腆的研究生鄭義對記者說。
其實，在劉靜心中有個關于“完美科學”的定義。它有兩個條件，即發現新知識、創造新技術。在他看來，前沿研究與應用實踐兩者相輔相成，前者是創新的基石，否則單一急功近利地追求眼前的應用，這樣的科學發展“不會旺盛”。
而“夢之墨”打印機正是基礎研究與應用探索的完美結合。業界認為，它已經打開了個人電子電路制作的大門，完成了私人電路定制從無到有的過程，是引領集成電路產業轉型的革命性技術。
它可以應用于教育、科研、軍事等各類軍民用電路制作領域，還可以讓私人電路定制真正走入尋常百姓家。如打印出無線心電測量器件，給心電信號以及生物電阻抗等生理參數的測量提供方便。同時，它還可以推動電路設計、終端功能器件制作等相關產業大力發展。
劉靜表示，課題組將進一步開發新的應用，如研制更多的液態金屬功能墨水以及基底打印材料；在工藝上實現從單層板到多層板的層疊打印，乃至結合P形、N性半導體墨水材料進行復合式全電子元件打印；終極目標是實現全部集成電路的直接打印。
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