貼紙可以用在很多場(chǎng)合，對(duì)于孩子來(lái)說(shuō)，貼完一整本體育偶像的貼紙相冊(cè)是一件很了不起的事，他們的午餐盒上都裝飾著彩色貼紙。對(duì)于成年人來(lái)說(shuō)，貼紙的使用也很多，一些貼花可以用于裝飾玻璃和瓷器，還有一些能促進(jìn)營(yíng)銷(xiāo)。然而又出現(xiàn)了一種新型貼紙——全新的3D打印技術(shù)，由KAUST的研究人員設(shè)計(jì)，使用硅基薄膜來(lái)容納微小的電子電路，然后可以粘貼到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的表面上。

新的打印方法結(jié)合了成熟的CMOS電路制造工藝和最近開(kāi)發(fā)的增材制造技術(shù)，以便為未來(lái)的IoT或萬(wàn)物互聯(lián)(IoE)應(yīng)用制造靈活的高性能電子產(chǎn)品。項(xiàng)目背后的研究人員說(shuō)，3D打印的“貼紙”電子產(chǎn)品可以像今天的RFID標(biāo)簽一樣使用，但具有更多的功能。

通過(guò)在低成本硅(100)襯底上使用諸如光刻，沉積和圖案化等已建立的CMOS技術(shù)，KAUST科學(xué)家能夠在使用3D打印機(jī)封裝它們之前將基于薄膜的電子器件應(yīng)用到軟基板上。卷對(duì)卷印刷給貼花電子設(shè)備提供了在復(fù)雜的柔性電子系統(tǒng)中高通量的優(yōu)點(diǎn)，并且電路在彎曲或封裝工藝之后沒(méi)有表現(xiàn)出性能退化。

研究人員的新物聯(lián)網(wǎng)打印使用了三種不同的打印技術(shù)：用于包裝材料的3D打印，用于電路的銀納米顆粒基油墨的噴墨打印，以及用于將貼劑印刷到表面上的卷對(duì)卷平臺(tái)。該技術(shù)表明，器件不需要容納在需要大封裝的實(shí)體殼體中，而是可以封裝為能夠保持現(xiàn)有技術(shù)電子器件的特性的柔性和低成本“貼紙”。

研究員Galo Torres Sevilla說(shuō)：“最重大的成就是開(kāi)發(fā)了一種新的集成策略，以封裝，互連和打印的高性能電子產(chǎn)品，具有無(wú)與倫比的穩(wěn)定性和電氣特性，”這為應(yīng)用開(kāi)辟了多個(gè)機(jī)會(huì)打印通信設(shè)備和便捷的電子產(chǎn)品。

據(jù)項(xiàng)目背后的研究人員稱(chēng)，3D打印貼花電子產(chǎn)品可以為物聯(lián)網(wǎng)連接實(shí)現(xiàn)無(wú)限的可能性，因?yàn)樗鼈兛梢詰?yīng)用于硬或軟的任何表面。家庭自動(dòng)化，教學(xué)電子產(chǎn)品和大批量的電子產(chǎn)品消費(fèi)都可以從新技術(shù)中受益，但研究人員對(duì)于他們的三管齊下的打印技術(shù)有更大的計(jì)劃。

研究團(tuán)隊(duì)的下一步是將各種復(fù)雜的電路轉(zhuǎn)換為貼花電子產(chǎn)品，證明貼紙卷能夠容納復(fù)雜性質(zhì)的柔性設(shè)備。根據(jù)KAUST電氣工程副教授穆罕默德·穆斯塔法·侯賽因(Muhammad Mustafa Hussain)的說(shuō)法，最大的挑戰(zhàn)是可移動(dòng)電源，該團(tuán)隊(duì)目前正在開(kāi)發(fā)一種便捷的固態(tài)電池來(lái)克服這個(gè)難題。

“我們相信，電子應(yīng)用的未來(lái)基于對(duì)新型電子設(shè)備引入，”Hussain說(shuō)。 “在目前的工作中，我們無(wú)機(jī)高性能器件不需要高度復(fù)雜和昂貴的工藝就可以用于IoT和IoE。”

KAUST研究人員的這一研究結(jié)果發(fā)表在10月13日的Advanced Materials上。