حقق الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) تقدمًا رائدًا في الطباعة ثلاثية الأبعاد للإلكترونيات النشطة دون الحاجة إلى مواد أشباه الموصلات التقليدية. يتضمن هذا الإنجاز إنشاء بوابات منطقية مطبوعة ثلاثية الأبعاد، وهي مكونات أساسية تستخدم في معالجة المهام داخل الأجهزة الإلكترونية. بدلاً من الاعتماد على عمليات التصنيع التقليدية، تم إنتاج هذه البوابات المنطقية باستخدام تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد القياسية والبوليمر القابل للتحلل. تعمل هذه الخطوة على تقريب مفهوم الإلكترونيات المطبوعة ثلاثية الأبعاد بالكامل إلى الواقع، مما يوفر إمكانيات مثيرة لإنتاج الإلكترونيات التي يمكن الوصول إليها واللامركزية.
بوابات منطقية خالية من أشباه الموصلات
قام فريق البحث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، بقيادة لويس فرناندو فيلاسكيز غارسيا من مختبرات تكنولوجيا مايكروسيستمز، بتطوير بوابات منطقية باستخدام بوليمر مطلي بالنحاس، مع تجنب استخدام أشباه الموصلات التقليدية مثل السيليكون. تقوم هذه البوابات بعمليات التبديل الأساسية، على غرار كيفية عمل الترانزستورات القائمة على السيليكون في الأجهزة الإلكترونية اليومية. في حين أن هذه المكونات المطبوعة ثلاثية الأبعاد ليست حتى الآن على قدم المساواة مع ترانزستورات السيليكون من حيث الأداء، إلا أنها يمكن استخدامها بفعالية لعمليات أقل تعقيدا، مثل التحكم في سرعة المحرك.
ويكمن الابتكار في القدرة على طباعة هذه الأجهزة ثلاثية الأبعاد باستخدام مواد غير مكلفة وصديقة للبيئة، مما قد يسمح بتصنيع الإلكترونيات بطريقة أكثر استدامة وبأسعار معقولة. وتتلخص الفكرة في إضفاء الطابع الديمقراطي على الإنتاج، وتمكين الأفراد والشركات والمختبرات الصغيرة من طباعة أجهزتهم الخاصة.
مستقبل الإلكترونيات المطبوعة بالكامل
وعلى الرغم من القيود الحالية، مثل عدم القدرة على تصغير هذه المكونات إلى المستوى النانوي للترانزستورات التقليدية، فإن إمكانات البوابات المنطقية المطبوعة ثلاثية الأبعاد هائلة. فريق البحث في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بالفعل استكشاف مزيد من التطويرات لإنشاء دوائر أكثر تعقيدًا وفي النهاية أجهزة مطبوعة ثلاثية الأبعاد تعمل بكامل طاقتها.
هذه التكنولوجيا، إذا تم إتقانها، يمكن أن تحدث ثورة في طريقة تصنيع الأجهزة الإلكترونية، مما يجعل من الممكن طباعة الأجهزة النشطة دون الحاجة إلى مرافق باهظة الثمن وواسعة النطاق. يمكن أن تكون الآثار المترتبة على الصناعات التي تتراوح من الإلكترونيات الاستهلاكية إلى الرعاية الصحية وما بعدها هائلة، حيث يؤدي هذا الابتكار إلى خفض تكلفة وتعقيد إنتاج الأجهزة.
