Электронную микроплату впервые удалось сделать из четырех слоев эластичного полимера.

Мягкие печатные платы могут изменить наши представления об электронных устройствах. Гибкая и мягкая электроника позволит создать медицинские датчики, которые можно с комфортом носить на себе, совсем не боясь сломать. Но как скоро у нас появятся такие девайсы?

Новая многослойная гибкая плата такая гибкая. (Фото: Zhenlong Huang / UC San Diego)

Гибкая электронная плата по размеру получилась примерно как однодолларовая монета. (Фото: Zhenlong Huang / UC San Diego)

Различные исследовательские группы уже неоднократно демонстрировали опытные образцы мягкой электроники. Как правило, в таких случаях пытаются совместить существующие электронные компоненты с мягкой и прочной подложкой, или же пробуют создать новые гибкие транзисторы и микросхемы. Очередной шаг к выходу «электронно-мягких» технологий за стены лабораторий сделали сотрудники Калифорнийского университета в Сан-Диего. Они пошли по первому пути, внедрив микроскопические компоненты в подложки из эластомера – полимера с высокой эластичностью и вязкостью.

Однако в отличие от предыдущих попыток, на этот раз мягкую плату сделали многослойной. Раньше такое не получалось: основная сложность заключалась в том, что не удавалось создавать прочные электрические соединения между слоями. В обычных, твердых платах это уже давно не проблема, современные печатные платы могут иметь несколько десятков слоев, и мощность устройств можно наращивать, не меняя их размеров.

Чтобы создать мягкий «слоеный пирог», Чжэньлун Хуан (Zhenlong Huang) и его коллеги использовали лазерные технологии: в тончайших подложках из эластомера прожигали отверстия и затем заполняли их материалом-проводником. Внутри слоя компоненты соединяются с помощью гибких медных нитей, скрученных в спирали, которые авторы работы назвали «мостами»; всего слоев было четыре.

Мягкое устройство размером с монету удалось буквально нашпиговать функциями: в нем поместились модуль беспроводной связи и целый набор датчиков (акселерометр и др.). В публикации в Nature Electronics говорится, что мягкую плату крепили на шею, голову, руки, что позволяло снимать электроэнцефалограмму, следить за сердечным ритмом и дыханием. С помощью платы также можно было управлять рукой робота, отслеживая нервные импульсы в руке одного из исследователей: робот двигал «пальцами» и «кистью» вслед за человеком.

В дальнейшем в калифорнийской лаборатории намерены еще больше увеличить количество слоев. Возможно, благодаря этой технологии новые удивительные медицинские устройства и всевозможные подвижные и ловкие мягкие роботы появятся быстрее, чем мы думаем.