贴纸上的3D打印电子产品可以使物联网多样化

贴纸可以用在很多场合，对于孩子来说，贴完一整本体育偶像的贴纸相册是一件很了不起的事，他们的午餐盒上都装饰着彩色贴纸。对于成年人来说，贴纸的使用也很多，一些贴花可以用于装饰玻璃和瓷器，还有一些能促进营销。然而又出现了一种新型贴纸——全新的3D打印技术，由KAUST的研究人员设计，使用硅基薄膜来容纳微小的电子电路，然后可以粘贴到物联网应用的表面上。

新的打印方法结合了成熟的CMOS电路制造工艺和最近开发的增材制造技术，以便为未来的IoT或万物互联（IoE）应用制造灵活的高性能电子产品。项目背后的研究人员说，3D打印的“贴纸”电子产品可以像今天的RFID标签一样使用，但具有更多的功能。

通过在低成本硅（100）衬底上使用诸如光刻，沉积和图案化等已建立的CMOS技术，KAUST科学家能够在使用3D打印机封装它们之前将基于薄膜的电子器件应用到软基板上。卷对卷印刷给贴花电子设备提供了在复杂的柔性电子系统中高通量的优点，并且电路在弯曲或封装工艺之后没有表现出性能退化。

研究人员的新物联网打印使用了三种不同的打印技术：用于包装材料的3D打印，用于电路的银纳米颗粒基油墨的喷墨打印，以及用于将贴剂印刷到表面上的卷对卷平台。该技术表明，器件不需要容纳在需要大封装的实体壳体中，而是可以封装为能够保持现有技术电子器件的特性的柔性和低成本“贴纸”。

研究员Galo Torres Sevilla说：“最重大的成就是开发了一种新的集成策略，以封装，互连和打印的高性能电子产品，具有无与伦比的稳定性和电气特性，”这为应用开辟了多个机会打印通信设备和便捷的电子产品。

据项目背后的研究人员称，3D打印贴花电子产品可以为物联网连接实现无限的可能性，因为它们可以应用于硬或软的任何表面。家庭自动化，教学电子产品和大批量的电子产品消费都可以从新技术中受益，但研究人员对于他们的三管齐下的打印技术有更大的计划。

研究团队的下一步是将各种复杂的电路转换为贴花电子产品，证明贴纸卷能够容纳复杂性质的柔设备。根据KAUST电气工程副教授穆罕默德·穆斯塔法·侯赛因（Muhammad Mustafa Hussain）的说法，最大的挑战是可移动电源，该团队目前正在开发一种便捷的固态电池来克服这个难题。

“我们相信，电子应用的未来基于对新型电子设备引入，”Hussain说。 “在目前的工作中，我们无机高性能器件不需要高度复杂和昂贵的工艺就可以用于IoT和IoE。”

KAUST研究人员的这一研究结果发表在10月13日的Advanced Materials上。