Una técnica de impresión de transferencia sin contacto programable impulsada por láser a través de un sello microestructurado elastomérico activo, que ofrece una adhesión sintonizable con control térmico continuo con una gran capacidad de conmutación de más de 103 a un aumento de temperatura por debajo de 100 ° C, es desarrollado. Esta técnica innovadora crea oportunidades de ingeniería en una amplia gama de aplicaciones, como electrónica flexible, electrónica basada en papel, electrónica biointegrada, y pantallas microLED, donde se requiere la integración heterogénea de diversos materiales.

La impresión por transferencia es una técnica de ensamblaje emergente para transferir micro / nanoobjetos (es decir, tintas) de un sustrato (es decir, donante) a otro sustrato (es decir, receptor) utilizando sellos poliméricos blandos. La técnica de impresión por transferencia permite el ensamblaje de diversos materiales en varios diseños estructurales con grandes rendimientos de miles de objetos por segundo. y es valioso en el desarrollo de sistemas electrónicos avanzados como la electrónica inorgánica flexible y extensible que requiere la integración heterogénea de materiales inorgánicos con elastómeros blandos, que representa una de las revoluciones tecnológicas en curso en la industria electrónica.

Se han utilizado varios enfoques basados ​​en adhesivos secos sintonizables para desarrollar técnicas de impresión por transferencia, incluyendo técnicas de contacto y técnicas sin contacto. El rendimiento de las técnicas de contacto depende fundamentalmente de la geometría y las propiedades del receptor, ya que la impresión requiere el contacto del sello con el receptor. A diferencia de las técnicas de impresión por transferencia por contacto, Los enfoques sin contacto eliminan la influencia del receptor en el rendimiento de la transferencia y permiten la impresión sin contacto de tintas en receptores arbitrarios. Sin embargo, Las técnicas de impresión por transferencia sin contacto existentes suelen inducir aumentos de temperatura elevados no deseados en el sistema. que pueden causar daños interfaciales permanentes y limitar sus amplias utilidades en la impresión por transferencia de materiales quebradizos, por ejemplo, silicio, que está ampliamente involucrado en la electrónica convencional.

En respuesta a este desafío, El grupo de Song en la Universidad de Zhejiang desarrolló una técnica de impresión de transferencia sin contacto programable impulsada por láser a través de un diseño innovador simple pero robusto de un sello microestructurado elastomérico activo con adhesión ajustable. El adhesivo sintonizable presenta cavidades llenas de aire y encapsuladas por una membrana de superficie con micro patrones duplicada de papeles de lija de bajo costo y fácilmente disponibles. La membrana de superficie con micropatrón se puede inflar dinámicamente para controlar la adhesión interfacial calentando el aire en las cavidades a través de una capa de metal (p. Ej., partículas de hierro) en la superficie de la cavidad interna, que sirve como capa absorbente de láser. Esta construcción ofrece una adhesión sintonizable con control térmico continuo con una gran capacidad de conmutación de más de tres órdenes de magnitud a un aumento de temperatura por debajo de 100 ° C.

Este adhesivo activo amplía los conceptos desarrollados para las técnicas de impresión por contacto y permite el desarrollo de una novedosa técnica de impresión por transferencia sin contacto programable impulsada por láser. Estudios teóricos y experimentales revelan los aspectos fundamentales del diseño y fabricación del sello microestructurado elastomérico activo, y el funcionamiento de la impresión por transferencia sin contacto. Demostraciones en la impresión de transferencia programable de plaquetas de Si a microescala y chips LED a microescala en varios receptores desafiantes planos o rugosos (por ejemplo, papel, esfera de acero, leaf) con una adhesión ultrabaja ilustran las capacidades inusuales para el ensamblaje determinista que han sido difíciles de abordar con los esquemas de impresión existentes. Esta innovadora técnica de impresión por transferencia sin contacto impulsada por láser crea oportunidades de ingeniería en una amplia gama de aplicaciones, como electrónica flexible, electrónica basada en papel, electrónica biointegrada, y pantalla MicroLED, donde se requiere la integración heterogénea de diversos materiales.