加州大学伯克利分校的工程师们给“工作论文”一词赋予了新的含义。他们使用廉价的材料，直接在纸上制造了可折叠的电子开关和传感器，以及原型发电机、超级电容器和其他电子设备，用于一系列应用。
在过去的10年里，开发纸质电子产品的研究加速了。除了它的可用性和低成本，纸提供了一个有趣的潜力:简单地折叠它可以开关电路或以其他方式改变它们的活动-一种电子折纸。
但是，大多数在具有足够导电性的纸上制造电极以供实际使用的努力都采用了昂贵的金属，如金或银作为导电材料，淹没了纸作为衬底的潜在节省。
这项新技术使用廉价的钼元素作为导电金属的来源。它被添加到溶液中的明胶中，并与明胶中的碳结合。然后在纸上涂上溶液并干燥。激光束精确地“写入”所需的电路模式，将钼加热到约1000摄氏度，形成耐用的碳化钼导体。
激光写入电路的宽度约为100微米，约为人类头发的直径。所有未加热的部分都是不导电的。明胶涂层不仅为导电化合物提供碳，而且可以防止激光束烧坏纸张。
“如果没有明胶，纸张就会变成灰烬，”机械工程教授、该期刊上一篇论文的资深作者林利伟说先进材料报道多功能的新技术。
伯克利的工程师们用激光把电子开关的电路“写”在纸上。他们展示了折叠和展开纸张可以打开和关闭电路。图片来源:Xining Zang
做实际工作的“工作文件”
工程师们认为这种新型的一次性纸质电子产品具有广泛的潜力。例如，检测重金属污染的电路可以“写”在纸上，以经济地监测毒素。
由几个电极组成的传感器集成到纸电路上，可以检测到一水滴中的不安全铅含量，或者病人血液中的不安全铅含量，张西宁(14年硕士，17年医学博士)说，他是加州大学伯克利分校机械工程研究生，在林的实验室领导了这项研究。
“电极之间会有很小的间隙，样品中重金属的存在会完成电路，”她解释说。
这篇期刊文章的第一作者，现在是麻省理工学院的博士后科学家。
新的纸电子策略源于Lin对新型开关、发电机和电池的研究，以及臧对新材料的关注，以及对将折纸应用于电子和机械应用这一日益增长的领域的共同兴趣。
“许多人一直在进行折纸研究，形成不同的结构和不同的形状来实现不同的功能，”林说。“我们的工作提供了一种通用且简单的方法来定义纸上的导电区域。我们现在已经展示了在纸上书写多功能导电图案的实用性，以及折叠电子纸数百次开关电路的耐用性。”
他希望这些演示能引起人们对电容器和电池应用的关注。电池本质上由正极和负极组成，正极和负极由一个含有电解质的小间隙隔开。他说，在纸质电池中，正极和负极都可以印在纸上，这样折叠纸张就会在它们之间产生所需的小间隙。
臧将她对折纸和新材料的研究带到纸电子项目中。她想把能量产生、储存和功能使用的组件(比如传感器)集成在一张纸上。
她说:“在发展中国家，一种独立的一次性传感器可能非常有用，因为这些国家特别需要便携式、可储存和廉价的公共卫生工具。”
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