Il processo roll-to-roll (R2R) sta rivoluzionando la produzione di substrati elastici per dispositivi elettronici stretchable. Questo metodo potrebbe presto rendere questi dispositivi disponibili su larga scala.
Evoluzione dell’Elettronica
L’elettronica ha fatto passi da gigante, integrandosi sempre più nella vita quotidiana. Dai dispositivi indossabili, l’attenzione si sta spostando verso quelli stretchable. Tuttavia, le attuali tecniche di produzione non permettono una scala di produzione di massa adeguata. Il processo R2R, che stampa vari strati su un substrato flessibile arrotolato, elimina gran parte della manualità richiesta, aprendo la strada a una diffusione di massa di questa tecnologia.
Risultati della Ricerca
I risultati della ricerca, pubblicati sulla rivista Advanced Materials Technologies il 9 giugno, dimostrano come i metodi convenzionali, sebbene capaci di creare substrati complessi e multilayer, non siano sufficienti per una produzione su larga scala. L’adozione del processo R2R è dunque necessaria per soddisfare la crescente domanda di elettronica avanzata.
Innovazioni del Processo R2R
Il professor associato Hiroki Ota della Yokohama National University, autore dello studio, ha dichiarato: “Abbiamo condotto ricerche per la produzione di massa di dispositivi stretchable basati sul processo R2R. Queste tecnologie sono cruciali per l’introduzione sul mercato e lo sviluppo del campo dell’elettronica stretchable.”
Il processo R2R permette la creazione continua di substrati elastici multilayer con materiali come idrogel o silicone e cablaggi in metallo liquido. Include fasi di rivestimento e preparazione per il cablaggio, risultando in un materiale unico, flessibile, elastico e funzionale.
Applicazioni Future
Originariamente utilizzato per giornali e fotografia, il processo R2R è ora impiegato per la produzione di celle solari organiche, substrati elettronici flessibili e celle solari. Questa tecnologia sarà fondamentale per la produzione su larga scala di dispositivi stretchable, che includono indossabili, packaging intelligente ed elettronica morbida.
Durante lo studio, sono stati prodotti 15 dispositivi stretchable con rilevamento della luce, che hanno dimostrato di mantenere la funzionalità anche se stirati fino al 70% della loro capacità massima. Inoltre, i dispositivi con termistori hanno mostrato accuratezza nel misurare la temperatura dei compartimenti.
Prospettive per il Futuro
“La tecnologia di cablaggio stretchable non è ancora stata realizzata dal processo R2R. In futuro, collegando il processo R2R per cablaggi in metallo liquido e substrati, il processo R2R potrà realizzare la produzione continua e di massa del dispositivo stretchable stesso,” ha aggiunto Ota.
Collaborazioni e Finanziamenti
L’evoluzione del processo R2R offre molte opportunità per l’elettronica stretchable. Fino ad ora, il processo ha dimostrato accuratezza e prestazioni continue anche quando i materiali sono stirati. I ricercatori puntano a sviluppare ulteriormente la fabbricazione di micropattern per una maggiore risoluzione e migliorare la funzionalità complessiva del processo e dei suoi risultati.
La ricerca è stata supportata dall’Agenzia Giapponese per la Scienza e la Tecnologia (JST), JST CREST e FOREST, e dai Grant-in-Aid for Scientific Research A e B.
Yokohama National University (YNU)
Fondata nel 1949, la Yokohama National University (YNU) offre un’istruzione pratica basata sull’ampia competenza del suo corpo docente e facilita l’interazione con la comunità globale. La sua forza nella ricerca applicata porta a pubblicazioni di grande impatto e contribuisce alla ricerca scientifica internazionale e alla società globale.
Per ulteriori informazioni, visita: Yokohama National University.
Riferimenti
Journal: Advanced Materials Technologies
DOI: 10.1002/admt.202400487
Titolo dell’Articolo: R2R-Based Continuous Production of Patterned and Multilayered Elastic Substrates with Liquid Metal Wiring for Stretchable Electronics
