전도성 폴리머로 3D 인쇄된 전자 장치

MIT 연구원들은 완전히 3D로 인쇄된 능동 전자 장치를 개발했다. 그들은 컴퓨터와 기타 전자 장치가 작동하는 데 필수적인 전자 장치의 기본 구성 요소인 논리 회로를 성공적으로 3D로 인쇄했다.

MIT 팀은 Virtual and Physical Prototyping에 게재된 "반도체 없는 모놀리식 3D 인쇄 논리 게이트 및 재설정 가능한 퓨즈"라는 제목의 연구 논문에서 이 연구의 방법과 결과를 설명했다.

기존 전자 장치는 반도체(실리콘과 같은)를 사용하여 전기 신호를 제어한다. MIT 팀은 반도체를 사용하지 않고 논리 회로를 만들었다. 대신 그들은 전기를 전달할 수 있는 대형 분자인 특수 전도성 폴리머를 사용했다.

이 장치는 구리 도핑 폴리머의 얇은 3D 인쇄 흔적으로 만들어졌다(출처: MIT).

연구원들은 구리 나노입자로 도핑된 폴리머 필라멘트를 사용하여 오류가 발생한 후에도 여전히 작동하는 재설정 가능한 퓨즈를 3D 인쇄했다. 이는 연구의 고무적인 결과를 가능하게 하는 핵심 요소이다.

3D 인쇄를 사용하면 전자 장치를 더 간단하고 빠르게 만들 수 있다. 이를 통해 더 저렴하고 접근성이 높은 전자 제품이 탄생할 수 있다. 3D 인쇄를 통해 특정 요구 사항에 맞게 전자 제품을 더 쉽게 맞춤 설정할 수도 있다.

사용된 재료와 방법은 종종 독성 화학 물질과 복잡한 공정을 포함하는 기존 전자 제품 제조에 비해 환경 친화적이다.

MIT 팀은 또한 구리 나노입자로 도핑된 폴리머 필라멘트의 대안을 테스트했다. 연구원들은 탄소, 탄소 나노튜브, 그래핀으로 도핑된 폴리머를 테스트했지만 재설정 가능한 퓨즈로 기능할 수 있는 다른 인쇄 가능한 재료를 찾을 수 없었다.

전자제품 민주화

리드 리서처 루이스 페르난도 벨라스케스-가르시아는 MIT 보도자료에서 "이 기술은 실제로 발전했다."라고 말했다. "반도체로서 실리콘과 경쟁할 수는 없지만, 우리의 아이디어는 반드시 기존 기술을 대체하는 것이 아니라 3D프린팅기술을 미지의 영역으로 밀어붙이는 것이다."

반도체가 필요 없이 전체 활성 전자 장치를 3D로 프린팅할 수 있는 능력은 전 세계의 기업, 연구실, 가정에 전자제품 제조를 가져올 수 있다.

벨라스케스-가르시아는 이것이 실제로 기술을 민주화하는 것이라고 덧붙였다. 그는 "이를 통해 누구나 기존 제조 센터에서 멀리 떨어진 곳에서 스마트 하드웨어를 만들 수 있다."라고 말했다.