甜味芯片打印法了解一下_科學(xué)家用糖實(shí)現(xiàn)微電路曲

Alex 發(fā)自 凹非寺

量子位 | 公眾號(hào) QbitAI

意外收獲：

科學(xué)家整出了一種“糖果微芯片打印法”。

——你沒看錯(cuò)，真得是可以吃得焦糖加玉米糖漿！

他利用糖來臨時(shí)封裝微電路，輕松將其印到了各種細(xì)小復(fù)雜得表面。

甚至連頭發(fā)絲上都可以寫字：

在直徑不到0.1毫米得發(fā)絲上，科學(xué)家Gary Zabow印上了他單位名稱縮寫得四個(gè)字母NIST（National Institute of Standards and Technology，美國China標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院）。

該研究得相關(guān)論文已登上了Science。

至于為啥說是意外，因?yàn)閆abow原先根本沒想到用糖。

他偶然把一些芯片得微磁點(diǎn)陣列埋進(jìn)了糖塊中，后來在清洗燒杯時(shí)又偶然看到，微磁點(diǎn)陣列自動(dòng)貼到了燒杯底部，并保留了原先得結(jié)構(gòu)圖案。

于是，他決定真得試試用糖來封裝芯片電路。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這樣可以像轉(zhuǎn)移模版一樣，在廣泛得曲率范圍內(nèi)精確轉(zhuǎn)印微電路。

下面就來看看具體是如何操作得。

首先是把打印好得微磁點(diǎn)陣列和糖融合在一起。

將混合糖溶于少量得水，然后把糖漿倒在平面得微電路圖案上就搞定了。

在這里得混合糖中，玉米糖漿至關(guān)重要。

因?yàn)橐话愕锰抢鋮s后容易結(jié)晶，產(chǎn)生不均勻得表面，很不利于微加工。不過，加入玉米糖漿后就可以防止結(jié)晶，這樣就基本不會(huì)干擾微磁點(diǎn)得結(jié)構(gòu)圖案了。

然后，等水蒸發(fā)掉，焦糖就會(huì)變硬，微電路就自然而然地嵌入進(jìn)硬糖塊中，實(shí)驗(yàn)者能輕松將其取下轉(zhuǎn)移到別得地方。

接下來，把包裹著微電路得糖放到目標(biāo)表面上并融化。

在這個(gè)步驟中，糖和微電路就會(huì)貼合到新得目標(biāo)表面上。

而且Zabow還發(fā)現(xiàn)，糖在融化時(shí)會(huì)保持高粘度，使點(diǎn)陣圖案能夠一直保持其結(jié)構(gòu)布局。

最后，再使用水溶解掉糖，就可以只留下貼合在目標(biāo)表面得微電路了。

總得來說，整體操作過程還算比較easy，用一張圖就可以總結(jié)：

其實(shí)，這種工藝還有個(gè)高大上得名字：回流驅(qū)動(dòng)柔性轉(zhuǎn)印 （REFLEX）。

除了看起來足夠新奇酷炫，此方法也兼具實(shí)用價(jià)值。

其中最亮眼得作用就是：可以把電路精確轉(zhuǎn)印到曲率超大得目標(biāo)表面上。通俗來說，包括各種尖銳面。

除了前文提到得頭發(fā)絲，Zabow還用此方法把微電路放到了針尖：

還有非常細(xì)小得乳草種子絨毛纖維上：

而從傳統(tǒng)來看，起初主要是把金屬等材料組成得微型電路圖案，直接印刷到常見得平面硅晶圓上。

后來，隨著半導(dǎo)體芯片和智能材料得發(fā)展，這些復(fù)雜微小得電路需要被打印到各種非傳統(tǒng)得表面上，包括可塑表面。

不過先前研究已表明，在平面可以打印電路得微光刻技術(shù)并不適用于曲面，于是研究人員想到了“轉(zhuǎn)印”。

巴特，現(xiàn)有得其他方法只能適應(yīng)非常有限得曲率。

所以，這種用糖在曲面打印得新方法，可謂為生物醫(yī)學(xué)或微型機(jī)器人領(lǐng)域得探索開啟了新得大門。

Zabow表示：

半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)花費(fèi)了數(shù)十億美元完善印刷技術(shù)，來優(yōu)化芯片。

如果我們能夠用像糖果一樣簡(jiǎn)單且廉價(jià)得東西，來擴(kuò)大微芯片打印得適用范圍，豈不妙哉？

Gary Zabow是這篇論文得獨(dú)作。

從2014年至今，Zabow一直在美國China標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院從事科研工作，目前他得主要研究方向包括：