রোলা, মো. — ইলেকট্রনিক উপাদান যা দীর্ঘায়িত, পাকানো বা প্রসারিত হতে পারে—"প্রসারিত" ইলেকট্রনিক্স হিসাবে পরিচিত—শীঘ্রই মেডিক্যাল পরিধানযোগ্য থেকে শুরু করে সবকিছু পাওয়ার করতে পারে-যানবাহন সিস্টেম. এবং মিসৌরি ইউনিভার্সিটি অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির গবেষকরা একটি উত্পাদন পদ্ধতির পথপ্রদর্শক যা অবশেষে এই প্রযুক্তিটিকে মূল স্রোতে নিয়ে আসতে পারে.

জার্নালের জানুয়ারী 2017 সংস্করণে লেখা মাইক্রোমেশিন, মিসৌরি এস&মেকানিকাল এবং অ্যারোস্পেস ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সহকারী অধ্যাপক ডঃ হেং প্যানের নেতৃত্বে টি গবেষণা দল, প্রসারিত ইলেকট্রনিক্সের বর্তমান অবস্থা মূল্যায়ন করেছে এবং ক্ষেত্রের সবচেয়ে স্থায়ী চ্যালেঞ্জগুলির একটির সমাধানের প্রস্তাব করেছে: নমনীয় পৃষ্ঠ এবং অনমনীয় ইলেকট্রনিক কন্ডাক্টরের মধ্যে মৌলিক অমিল।.

অনমনীয়-ফ্লেক্স চ্যালেঞ্জ

প্রসারিত ইলেকট্রনিক্সের কেন্দ্রস্থলে হল সাবস্ট্রেট—সাধারণত একটি ইলাস্টোমার, উচ্চ স্থিতিস্থাপকতা সহ একটি পলিমার যা এর কার্যকারিতার উপর সামান্য প্রভাব ফেলে বারবার বাঁকানো, প্রসারিত, বাকল করা এবং বারবার পাকানো যায়. যাইহোক, যে ইলেকট্রনিক কন্ডাক্টরগুলিকে অবশ্যই এই নমনীয় পৃষ্ঠের উপর তৈরি বা এম্বেড করতে হবে সেগুলি প্রায়শই ভঙ্গুর এবং অনমনীয় হয়.

"অনন্য ডিজাইন এবং স্ট্রেচিং মেকানিক্সগুলি অমিলগুলিকে সামঞ্জস্য করার জন্য এবং একটি অনন্য সিস্টেম হিসাবে ব্যাপকভাবে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের সাথে উপকরণগুলিকে একীভূত করার প্রস্তাব করা হয়েছে," গবেষণা দল লিখেছেন

সরাসরি এরোসল প্রিন্টিং: একটি নতুন পদ্ধতি

এই অনমনীয়তা কাটিয়ে ওঠার জন্য-ফ্লেক্স বাধা, প্যান এবং তার সহকর্মীরা সংযোজন উত্পাদনে পরিণত হয়েছিল—একটি প্রক্রিয়া যা তিনটি তৈরি করে-3D প্রিন্টিংয়ের মতো কিন্তু ধাতু, সিরামিক, বা অন্যান্য কার্যকরী উপকরণ ব্যবহার করে স্তরে স্তরে মাত্রিক বস্তু.

মিসৌরি এস&T, তারা একটি নির্দিষ্ট পদ্ধতির পরীক্ষা করছে প্যান কল "ডাইরেক্ট এরোসল প্রিন্টিং". প্রক্রিয়াটির মধ্যে একটি পরিবাহী উপাদান স্প্রে করা এবং এটিকে একটি প্রসারিত সাবস্ট্রেটের সাথে একীভূত করা জড়িত.

"অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিংয়ের বিকাশের সাথে, প্রথাগত বিয়োগমূলক প্যাটার্নিং পদ্ধতির বিকল্প হিসাবে সরাসরি লেখার কৌশলগুলি প্রদর্শিত হচ্ছে," গবেষকরা ব্যাখ্যা করেছেন. ঐতিহ্যগত বিয়োগমূলক পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে ফটোলিথোগ্রাফি, যা সাধারণত সেমিকন্ডাক্টর তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়.

প্যান এবং তার দল বিশ্বাস করে যে অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং এই নতুন ডিভাইসগুলি তৈরি করার জন্য আরও অর্থনৈতিক পথ সরবরাহ করে. "সরাসরি মুদ্রণ, একটি সংযোজন উত্পাদন পদ্ধতি হিসাবে, এই ধরনের প্রয়োজনীয়তাগুলিকে সন্তুষ্ট করবে এবং প্রোটোটাইপিং এবং উত্পাদন উভয় ক্ষেত্রেই কম খরচে এবং উচ্চ গতি প্রদান করবে," তারা লিখেছিল। "এটি খরচের জন্য একটি সমাধান হতে পারে-প্রসারিত ইলেকট্রনিক্সের কার্যকর এবং মাপযোগ্য বানোয়াট".

একটি প্রোটোটাইপ যে লাঠি

দলটি ইতিমধ্যে একটি প্রসারিত ইলেকট্রনিক ডিভাইসের একটি কার্যকরী প্রোটোটাইপ তৈরি করেছে যা মুখের সাথে লেগে থাকতে পারে. "এই ইলেকট্রনিক্সের সবচেয়ে বড় সুবিধা হল এগুলি সম্পূর্ণরূপে পরিধানযোগ্য হতে পারে এবং এগুলি সম্পূর্ণরূপে যেকোন ধরণের গতিতে গঠন করতে পারে," প্যান বলেছিলেন আর&ডি ম্যাগাজিন. "উদাহরণস্বরূপ, এগুলি মুখের উপর মাউন্ট করা যেতে পারে এবং আপনার মুখ থেকে কোনও ছোট গতি সনাক্ত করতে পারে".

সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি মুখের সেন্সরগুলির বাইরেও প্রসারিত। এই প্রসারিত কন্ডাক্টরগুলি একদিন কঠোর, ভঙ্গুর সার্কিট বোর্ডগুলিকে প্রতিস্থাপন করতে পারে যা আজকের ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিকে শক্তি দেয়. এগুলি পরিধানযোগ্য সেন্সর হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে যা হৃদস্পন্দন বা মস্তিষ্কের ক্রিয়াকলাপ নিরীক্ষণের জন্য ত্বকের সাথে লেগে থাকে, পোশাকে এমবেড করা সেন্সর হিসাবে বা এমনকি পাতলা সৌর প্যানেল হিসাবে যা বাঁকা পৃষ্ঠের উপর প্লাস্টার করা যেতে পারে।.

"আমরা অনেক সুবিধা দেখতে পাচ্ছি। আমরা মনে করি এটি ইলেকট্রনিক উন্নয়নের ভবিষ্যত হতে পারে," প্যান বলেন.

সামনে চ্যালেঞ্জ

প্রতিশ্রুতি সত্ত্বেও, প্রসারিত ইলেকট্রনিক্স ব্যাপকভাবে গৃহীত হওয়ার আগে উল্লেখযোগ্য বাধা রয়ে গেছে. প্রতিটি ডিভাইসের জন্য প্রয়োজনীয় সমস্ত উপকরণ অবশ্যই মুদ্রণযোগ্য হতে হবে, প্রতিটি ইলেকট্রনিক ফাংশনের জন্য সমস্ত প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্য সহ কালি এবং মুদ্রণযোগ্য উপকরণগুলির বিকাশ প্রয়োজন.

"এছাড়াও একীকরণের চ্যালেঞ্জ রয়েছে, যেমন বিভিন্ন উপকরণের মধ্যে বিভিন্ন তাপমাত্রার প্রয়োজনীয়তা," প্যান উল্লেখ করেছেন. দলের বৃহত্তম বর্তমান ফোকাস এক একটি কার্যকরী, দীর্ঘ উন্নয়নশীল হয়-দীর্ঘস্থায়ী প্রসারিত ব্যাটারি. "বাস্তববাদী হওয়ার জন্য শক্তি ডিভাইসটি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ উপাদান," প্যান বলেছেন। "আমরা ব্যাটারির উপর নিবিড়ভাবে কাজ করছি".

গবেষকরা নিশ্চিত করার প্রয়োজনীয়তার উপর জোর দেন যে প্রসারিত ইলেকট্রনিক্স এবং নমনীয় সারফেসগুলি তারা একসাথে কাজ করে এবং বয়স ভালভাবে তৈরি হয়.

একটি নমনীয় ভবিষ্যত

এই চ্যালেঞ্জ সত্ত্বেও, প্যান আশাবাদী রয়ে গেছে। "অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং এর সুবিধা রয়েছে যে এটি সহজেই একটি উপাদান থেকে অন্য উপাদানে পরিবর্তন করতে পারে এবং একটি মুদ্রণে সমস্ত বিভিন্ন উপকরণকে একত্রিত করতে পারে," তিনি বলেছিলেন।. "আমরা বিশ্বাস করি ইলেকট্রনিক্স তৈরিতে সংযোজন কৌশলটির একটি খুব শক্তিশালী সুবিধা রয়েছে".

একবার নিখুঁত হয়ে গেলে, বাণিজ্যিক উত্পাদনের জন্য প্রযুক্তিটি বাড়ানো দরকার—একটি প্রক্রিয়া যা 3D প্রিন্টিং সহজাতভাবে স্ট্রিমলাইন করে. শেষ পর্যন্ত, দলটি এমন ডিভাইসগুলি কল্পনা করে যা কেবল কম নয়-তৈরি করতে খরচ কিন্তু বায়োডিগ্রেডেবল.

"মানুষের সাথে সম্পর্কিত এটির অনেক সম্ভাবনা রয়েছে-কম্পিউটার মিথস্ক্রিয়া," প্যান বলেছেন.

গবেষণাটি প্রকাশিত হয়েছিল মাইক্রোমেশিন (2017, 8(1), 7) "ইলাস্টোমারের জন্য উপাদান, মেকানিক্স এবং প্যাটার্নিং টেকনিকস" শিরোনামের অধীনে-ভিত্তিক প্রসারিত কন্ডাক্টর".