Bahnbrechende Innovation: 3D-Druck von Elektronikkomponenten ohne herkömmliche Halbleiter und Fertigung im Reinraum

BerlinMIT-Forscher haben Fortschritte auf dem Gebiet der 3D-gedruckten Elektronik erzielt, indem sie rücksetzbare Sicherungen entwickelt haben, die ohne die herkömmlichen Halbleiter auskommen. Diese neuen Bauteile werden mit gewöhnlichen 3D-Druckern und einem biologisch abbaubaren Polymer, das mit Kupfer-Nanopartikeln versetzt ist, hergestellt. Diese Entwicklung weist in eine Zukunft, in der die Herstellung von Elektronik ohne Reinräume möglich sein könnte.

3D-Druck bietet viele Vorteile. Er kann Kosten senken, da er auf leicht verfügbare Materialien und Geräte zurückgreift. Diese Technologie kann auch die Produktion von Elektronikgeräten leichter zugänglich machen, insbesondere in abgelegenen Gebieten. Zudem ist sie umweltfreundlicher, da sie biologisch abbaubare Materialien nutzt und den Energieverbrauch sowie Abfall reduziert.

Forscher am MIT hatten das Ziel, ein 3D-gedrucktes Material zu entwickeln, das wie herkömmliche Halbleitergeräte funktioniert, die üblicherweise Materialien wie Silizium verwenden. Silizium wird sorgfältig konstruiert, um Transistoren herzustellen. Bei einem überraschenden Fund entdeckten die Forscher, während sie mit Magnetspulen experimentierten, ein Polymer, das wie ein Transistor wirkte, indem es den Widerstand erhöhte, wenn ein elektrischer Strom angelegt wurde. Dieses Verhalten ergab sich aus einem Polymer, das mit Kupfer vermischt war, wobei das Erhitzen dazu führte, dass sich die Kupferpartikel ausbreiteten und der Widerstand anstieg.

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Neue Perspektiven für elektronische Bauteile: Diese Entdeckung eröffnet die Möglichkeit, einfachere elektronische Komponenten zu entwickeln, die nicht im Wettbewerb mit fortschrittlichen Siliziumchips stehen. Stattdessen ermöglicht sie die Herstellung grundlegender elektronischer Geräte, etwa zur Steuerung von Motoren. Auch wenn diese Technologie wegen der Beschränkungen der Extrusionsdruckverfahren nicht die winzige Größe von Transistoren im Nanometerbereich erreicht, ist sie äußerst effektiv für Anwendungen, die nur grundlegende Funktionen erfordern.

Das Team des MIT ist überzeugt, dass diese Technologie es mehr Menschen ermöglichen wird, elektronische Geräte leichter herzustellen. Sie planen, dieses Material in komplexeren Schaltungen zu verwenden und streben an, vollständige Geräte wie Magnetmotoren durch Extrusionsdruck zu produzieren. Mit der Verbesserung dieser Technologie werden Elektronikgeräte zugänglicher, was zu einer nachhaltigeren und kostengünstigeren Innovationslandschaft führen wird.