ساخت پوست الکترونیکی به کمک "نانو" ابزارهای جدید

ساخت پوست الکترونیکی یکی از حوزه‌های پرچالش برای محققان محسوب می‌شود. محققان از" فناوری‌نانو" برای رفع برخی موانع در این مسیر استفاده کرده‌اند. نانوساختارهایی نظیر نانولوله ‌کربنی، گرافن و نانوسیم برای بهبود خواص مکانیکی و هدایت الکتریکی این پوست‌ها نقش به سزایی داشته است .

پیشرفت‌های انجام شده در طراحی و تولید مواد انعطاف‌پذیر و حسگرها موجب شده تا بتوان مدارهای الکترونیکی انعطاف‌پذیر بسیار نازک از نیمه‌هادی‌های معدنی تولید کرد و آنها را برای ساخت اجزاء مصنوعی بدن مورد استفاده قرار داد. فناوری‌های روباتیک می‌تواند از پوست الکترونیکی نیز بهره‌مند شود. توسعه پوست‌های مصنوعی می‌توان منجر به تولید محصولات تازه‌ای شود برای مثال کاغذ دیواری‌هایی را متصور شوید که می‌تواند نقش نمایشگر را داشته باشد .

ترکیبات مختلفی می‌تواند برای تولید پوست‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد برای مثال نانولوله‌های کربنی، گرافن و نانوسیم‌ها و همچنین ترکیبات پلیمری از گزینه‌های اصلی در تولید پوست‌های الکترونیکی هستند .

یکی از ویژگی‌های پوست‌های الکترونیکی، انعطاف‌پذیر بودن آن است؛ رسیدن به درجه بالایی از انعطاف‌پذیری دشوار است. هر چند فناوری‌نانو توانسته تا حدی این مشکل را حل کند ( این مقاله را ببینید : "Human-motion detection - nanotechnology takes interactivity to a new level" )
خواص مکانیکی پوست‌ الکترونیکی نیز اهمیت به سزایی دارد. پوست‌ الکترونیکی باید به گونه‌ای طراحی شود که بتواند با حساسیت بالا اجسام را لمس کند. بنابراین حساسیت از دیگر پارامترهای تولید پوست‌ الکترونیکی است .

در کنار این ویژگی‌ها باید راهی را برای تولید ارزان قیمت پوست‌ الکترونیکی یافت. برخی گروه‌های تحقیقاتی از ماشین‌کاری پلیمری، این پوست‌ها را می‌سازند که روشی مقرون به صرفه بوده و منجر به محصولی با انعطاف‌پذیر می‌شود. با این حال روش‌های ارزان‌تری باید ارائه شود؛ برای مثال فناوری‌های چاپ می‌تواند هم قیمت را کاهش داده و هم حجم تولید را به شکل قابل توجهی افزایش دهد .

در کنار این چالش‌ها، جمع‌آوری اطلاعات از سطح پوست الکترونیکی با دشواری‌هایی همراه است. تعداد زیادی حسگر در سراسر این پوست وجود دارد که در حال ارسال اطلاعات به مرکز کنترل هستند. روش‌های متعددی برای جمع‌آوری و پردازش این حجم از اطلاعات ارائه شده‌است که هر یک مزایا و محدودیت‌های مربوط به خود را دارد .

باو و همکارانش از دانشگاه استنفورد اخیرا مقاله‌ای را با عنوان "New stretchable solar cells will power artificial electronic 'super skin'" در نشریه Advanced Materials به چاپ رساندند که یک مرکز کنترل میانی برای پردازش اطلاعات طراحی کردند. این مرکز اطلاعات را در مسیر رسیدن به مرکز اصلی کنترل، پردازش اولیه می‌کند. این کار حجم اطلاعات رسیده به مرکز کنترل را به حداقل می رساند این کار شبیه اتفاقی است که در پوست بدن رخ می‌دهد .

در حال حاضر محققان متعددی در سراسر جهان تلاش دارند تا چالش‌های موجود در مسیر تولید پوست‌های الکترونیکی را از پیش رو بردارند. در این مسیر فناوری‌نانو آنها را در مسیر رسیدن به اهداف خود یاری کرده است .