ایجاد LED روی لباس و کاغذ با استفاده از یک قلم

چوان وانگ وهمکارانش از دانشگاه واشنگتون، قلم‌های حاوی جوهر ساخته‌اند که به افراد اجازه می‌دهد دستگاه‌های الکترونیک نوری انعطاف‌پذیر و قابل کشش را روی مواد روزمره با دست ایجاد کنند.

کد خبر: ۱۰۹۲۵۸۰

شنبه - ۲۸ مرداد ۱۴۰۲ / August 19, 2023

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، چوان وانگ وهمکارانش از دانشگاه واشنگتون، قلم‌های حاوی جوهر ساخته‌اند که به افراد اجازه می‌دهد دستگاه‌های الکترونیک نوری انعطاف‌پذیر و قابل کشش را روی مواد روزمره از جمله کاغذ، منسوجات، لاستیک، پلاستیک و اشیا سه‌بعدی با دست ایجاد کنند.

در مقاله‌ای که در نشریه Nature Photonics منتشر شده است، این تیم روش ساخت ساده و همه‌کاره خود را گزارش می‌دهند. این روش به هر کسی امکان می‌دهد یک دیود ساطع نور سفارشی (LED) یا ردیاب نوری را بسازد.

جونیا ژائو در این مقاله نشان می‌دهد که از یک خودکار ساده می‌توان برای نگارش LED‌های سفارشی روی کاغذ استفاده کرد. وانگ می‌گوید: «ما از قبل جوهر‌ها را داشتیم، بنابراین فناوری که قبلاً توسعه یافته بود را تغییر دادیم تا در خودکار‌های معمولی کار کند، جایی که می‌توانست برای همه ارزان و در دسترس باشد.»

رویکرد نوآورانه و سازگار با محیط زیست این تیم به افراد این امکان را می‌دهد تا در عرض چند دقیقه LED و آشکارساز‌های نوری چند رنگ بسازند. این فناوری از سادگی یک قلم توپی پر شده با جوهر‌های ویژه ساخته شده از پلیمر‌های رسانا، نانوسیم‌های فلزی و مواد کریستالی به نام پروسکایت استفاده می‌کند تا طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها را تولید کند. با نوشتن لایه به لایه با این جوهرها، مانند استفاده از خودکار‌های چند رنگ، می‌توان انواع دستگاه‌های کاربردی از جمله وسایل الکترونیکی یکبار مصرف، مانند بسته‌بندی هوشمند، و پوشیدنی‌های شخصی‌سازی شده، مانند حسگر‌های زیست پزشکی، ارزان، آسان و سریع ایجاد کرد.

اگرچه این تیم قبلاً جوهر قابل چاپ را توسعه داده بود، اما استفاده از آن برای قلم‌های توپی استاندارد که برای دست‌نویسی روی مواد روزمره امکان‌پذیر است، نیاز به چند ترفند برای کنترل ترشوندگی و بهبود قابلیت نوشتن داشت. مهمتر از همه، ژائو باید مطمئن می‌شد که این جوهر می‌تواند روی لایه‌های متخلخل و فیبری، از جمله کاغذ و منسوجات، اعمال شود.

ژائو گفت: «استفاده از قلم توپی ممکن است ساده به نظر برسد، اما در واقع کمی پیچیده‌تر از بارگذاری جوهر است. جوهر ما به‌طور خاص فرموله شده است که تقریباً روی همه لایه‌ها قابل استفاده باشد. هر یک از لایه‌های دستگاه به گونه‌ای طراحی شده است که ذاتاً الاستیک باشد، بنابراین از تغییر شکل جان سالم به در می‌برد و می‌تواند خم شود، کشیده شود و بدون تأثیر بر عملکرد دستگاه، خم شود.»

وانگ گفت: «ال‌ای‌دی‌های ارزان قیمت و قابل تنظیم فرصت‌هایی را برای لباس‌ها و بسته‌بندی هوشمند باز می‌کنند. یکی از زمینه‌هایی که ما واقعاً در مورد آن هیجان‌زده هستیم، کاربرد‌های پزشکی است. ساطع‌کننده‌ها و آشکارساز‌های نور دست‌نویس انعطاف‌پذیری بیشتری را برای بیمار در ایجاد حسگر‌های زیست‌پزشکی پوشیدنی و بانداژ‌هایی فراهم می‌کنند که می‌توانند آشکارساز‌های نوری و LED مادون قرمز را برای اندازه‌گیری سیگنال یا سرعت بهبود زخم روی آن‌ها بکشند.»