Читать «Журнал «Компьютерра» № 34 от 18 сентября 2007 года» онлайн - страница 12

По всей видимости, изменить ситуацию поможет электродинамический метод печати, при котором капельку жидкости отрывают и переносят на подложку за счет действия электростатических сил. Этой идее уже не один десяток лет, но только совместные усилия большой команды специалистов из разных областей физики и химии позволили довести ее до ума.

Ученые использовали специальные сопла с внутренним диаметром от 0,3 до 30 мкм, поверхность которых для облегчения течения жидкости была покрыта слоем скользкого, похожего на тефлон полимера на золотой подложке. Управляемый компьютером координатный стол перемещал подложку в плоскости печати и обеспечивал постоянное расстояние до сопла около 100 мкм. Чтобы получить капельку, между соплом и подложкой пропускали импульсы амплитудой от 110 до 900 вольт. Хитрость в том, что диаметр капельки в этом методе уже не ограничивается диаметром сопла. Действие электрического поля приводит к тому, что сферический мениск жидкости на кончике сопла приобретает форму острого конуса – и маленькая капля, диаметр которой может быть меньше, чем у сопла, отрывается с самого кончика конуса. Меняя форму и частоту следования импульсов, а также скорость подачи жидкости, размерами капли можно управлять в широких пределах. С помощью скоростной камеры ученым удалось детально проследить за процессом формирования и отрыва капель.

В качестве чернил для электродинамической печати можно использовать широкий набор органических и неорганических жидкостей, включая суспензии твердых объектов вроде нанотрубок или частиц кремния. Для демонстрации возможностей e-jet ученые напечатали на гибкой пластиковой подложке тонкопленочный транзистор, у которого в качестве полупроводника канала использовался ориентированный массив однослойных углеродных нанотрубок. Размеры транзистора не превысили микрона, а его электрические характеристики оказались сравнимы с параметрами транзисторов, полученных с помощью обычной фотолитографии.

Авторы метода считают, что полученное разрешение далеко не предел, и сейчас иллинойская команда продолжает работать над уменьшением объема капель. К сожалению, у электродинамической печати есть ряд существенных недостатков – в частности, капельки жидкости неизбежно оказываются электрически заряжены. Этот заряд в некоторых ситуациях может оказывать медвежью услугу, осложняя взаимодействие капли с подложкой или даже приводя к разрушению уже напечатанной части электронной схемы. Второй трудностью является то, что скорость печати падает при увеличении разрешения и уменьшении диаметра сопел. Но эту проблему можно преодолеть, увеличивая количество одновременно работающих сопел, как в головке обычного струйного принтера. ГА