宾厄姆顿大学团队用激光将烘焙纸转变为高性能电子电路
2026-04-23 09:03
来源:宾厄姆顿大学
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宾厄姆顿大学生物电子与微系统实验室,在崔锡熙“肖恩”教授带领下,开发出一种新制造技术,利用标准二氧化碳激光器直接在商业烘焙纸上书写电子电路,相关成果已被ACS应用材料与界面期刊接受发表。

烘焙纸表面有薄硅胶涂层,具防水性。团队通过激光精准定位,以特定图案去除涂层,暴露下方吸水纤维素纤维,这些通道引导水性导电墨水形成电阻、电容等电子元件,集成在一张纸上。崔教授称:“激光本质上是在不可润湿的表面上写润湿性,激光触及之处,纸张会对功能性墨水产生反应。”

纸质电子产品——或称纸电子——可以堆肥或焚烧后处理。

这一成果是崔博士实验室十余年“纸电子学”研究的结晶。此前,团队在生物电池、纸质生物传感器等方面取得系列创新,但电路制造存在局限。2024年展示的首个全集成的纸电路板,因蜡屏障在加热时模糊扩散,最小可实现特征仅约一毫米,电路体积大,阻碍实用应用。

新激光技术打破这一障碍,从疏水性烘焙纸开始,用激光生成亲水通道,电路宽度最小可达250微米,间距为300微米,提升两到三倍,可将完整滤波电路放入毫米级占地内。团队制造的电子元件性能良好,且功能性墨水均为水基,电路可生物降解,还可通过薄硅胶封装层延长使用寿命。

崔教授在《Device》杂志发表前瞻性文章,规划纸电子和纸流体整合进智能纸质系统的路径,认为二者融合可解锁新自供能、自我感应一次性设备,用于医疗等领域。该研究由Zahra Rafiee博士和张若翰领导。崔教授说:“想象一下,有一条绷带能监测伤口感染,并无线提醒你的手机——当你用完后,你把它扔进堆肥箱。”

出版详情:作者:Zahra Rafiee等,标题:通过激光书写亲水性在疏水烘焙纸上的高密度 Papertronics 应用,发表于:ACS Applied Materials and Interfaces(2026)

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