电子贴纸简化大型物联网

从智能手机和手表到建筑物，机器零件和医疗设备等数十亿件物品已成为其环境的无线传感器，扩展了一个名为“物联网”的网络。

随着社会逐渐将所有物体连接到互联网 - 甚至家具和办公用品 - 使这些物体能够相互通信和相互感知的技术将需要扩大规模。

普渡大学和弗吉尼亚大学的研究人员开发出一种新的制造方法，可以使微小的薄膜电子电路从表面上剥离。该技术不仅消除了几个制造步骤和相关成本，而且还允许任何物体感知其环境或通过应用高科技贴纸来控制。

最终，这些贴纸也可以促进无线通信。研究人员在最近发表在“美国国家科学院院刊”上的论文中展示了各种物体的能力。

“我们可以定制一个传感器，将它贴在无人机上，然后将无人机送到危险区域以检测气体泄漏，”普渡大学生物医学工程和机械工程助理教授Chi Hwan Lee说。

今天的大多数电子电路都是单独构建在自己的硅片“晶圆”上，这是一种扁平且刚性的基板。然后，硅晶片可以承受用于从晶片上去除电路的高温和化学蚀刻。

但是高温和蚀刻会损坏硅晶片，迫使制造过程每次都容纳一个全新的晶圆。

Lee的新制造技术称为“转移印刷”，通过使用单个晶圆构建几乎无限数量的电子电路薄膜，降低了制造成本。薄膜可以在室温下剥离而不是高温和化学品，只需简单的水就可以节省能源。

“这就像旧金山金门大桥上的红色油漆 - 因为环境非常潮湿而油漆剥落，”李说。“因此，在我们的案例中，将晶圆浸入水中并完成电路可显着降低机械剥离应力，并且环保。”

插入电子薄膜和硅晶片之间的诸如镍的可延展金属层使得可以在水中剥离。然后可以将这些薄膜电子器件修剪并粘贴到任何表面上，从而赋予物体电子特征。

例如，将其中一个贴纸放在花盆上，使得花盆能够感知可能影响植物生长的温度变化。

Lee的实验室还证明，电子集成电路的元件在制成从硅晶片上剥离的薄膜之前和之后都能正常工作。研究人员使用一部胶片打开和关闭LED灯显示屏。

“我们对这一过程进行了优化，以便我们能够以无缺陷的方式将电子薄膜与晶圆分层，”Lee说。