पारंपरिक मुद्रित सर्किट बोर्ड लगभग हमेशा सपाट और द्वि-आयामी होते हैं। लेकिन नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ़ सिंगापुर की एक शोध टीम ने CHARM3D नामक एक स्मार्ट नई तकनीक का उपयोग करके सर्किट प्रिंटिंग को तीसरे आयाम में ले लिया है। न केवल वे त्रि-आयामी हैं, ये मुद्रित सर्किट स्व-उपचार भी हैं।
समतल के बजाय लंबवत रूप से ढेर करके, घटकों को ढेर किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि हमारे इलेक्ट्रॉनिक्स का पदचिह्न बहुत छोटा है - और इन दिनों हम सभी चाहते हैं कि हमारे उपकरण छोटे और चिकने हों। लेकिन त्रि-आयामी सर्किट को साकार करने के लिए, प्रत्यक्ष स्याही लेखन (डीआईडब्ल्यू) जैसी मौजूदा विधियां एक चुनौती हैं। ये प्रौद्योगिकियाँ विशेष मिश्रित स्याही का उपयोग करती हैं, सहायक सामग्री की आवश्यकता होती है, अत्यधिक चिपचिपी और धीमी होती हैं।
CHARM3D कुछ चतुर भौतिक गुणों का लाभ उठाते हुए एक पूरी तरह से अलग दृष्टिकोण अपनाता है। इसमें इंडियम, बिस्मथ और टिन से बने फील्ड धातु नामक धातु मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है। इस मिश्रधातु का गलनांक लगभग 62°C बहुत कम होता है, यह सुचारू रूप से प्रवाहित होता है और शीघ्रता से स्वयं जम जाता है।
इन गुणों का अनूठा संयोजन CHARM 3D को 100 से 300 माइक्रोन तक की चौड़ाई वाली अल्ट्रा-चिकनी, समान त्रि-आयामी धातु माइक्रोस्ट्रक्चर प्रिंट करने में मदद करता है, जो लगभग कुछ बालों जितनी पतली होती है। संरचनाओं में घन फ्रेम, ऊर्ध्वाधर अक्षर और वापस लेने योग्य सर्पिल भी शामिल हैं।
मुद्रित संरचना क्षति को स्वयं भी ठीक कर सकती है। यदि सर्किट खरोंच या विकृत हो जाते हैं, तो बस उन्हें कम पिघलने बिंदु से पहले गर्म करें और वे वापस अपने मूल आकार में जम जाएंगे। यह सर्किट को अधिक टिकाऊ और यहां तक कि पुन: प्रयोज्य बनाता है।
यहां संभावनाएं बहुत बड़ी हैं. जैसा कि शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया है, उच्च रिज़ॉल्यूशन, तेज़ प्रिंटिंग (प्रति सेकंड 100 मिलीमीटर तक), और जटिल 3डी आकार बनाने की क्षमता इसे सभी प्रकार की अच्छी चीज़ों के लिए उपयोगी बनाती है।
शायद शोधकर्ताओं द्वारा नोट किया गया सबसे बड़ा अनुप्रयोग स्वास्थ्य देखभाल है। 3डी प्रिंटेड सेंसर वाले स्मार्ट कपड़े पहनने की कल्पना करें जो आपकी त्वचा को छुए बिना आपके महत्वपूर्ण संकेतों की निगरानी कर सकते हैं। इससे अधिक सटीक चिकित्सा इमेजिंग भी हो सकती है, जैसे कि माइक्रोवेव का उपयोग करके स्तन कैंसर के ट्यूमर का शीघ्र पता लगाना। टीम ने पहनने योग्य, बैटरी-मुक्त तापमान सेंसर, वायरलेस महत्वपूर्ण संकेतों की निगरानी के लिए एंटेना और विद्युत चुम्बकीय तरंगों में हेरफेर करने के लिए मेटामटेरियल्स बनाने के लिए प्रौद्योगिकी का उपयोग किया है।
अनुसंधान का नेतृत्व करने वाले विश्वविद्यालय के एसोसिएट प्रोफेसर बेंजामिन टी ने कहा: "CHARM3D एक तेज और सरल त्रि-आयामी धातु मुद्रण विधि प्रदान करता है। उन्नत इलेक्ट्रॉनिक सर्किट निर्माण के समाधान के रूप में, यह औद्योगिक उत्पादन और जटिल त्रि-आयामी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को व्यापक रूप से अपनाने के लिए बड़ी आशा लाता है।"
बेशक, शोधकर्ताओं को अभी भी बहुत काम करना बाकी है। वे विभिन्न प्रकार के धातु और संरचनात्मक अनुप्रयोगों में CHARM3D को लागू करने की उम्मीद करते हैं। अनुसंधान टीम प्रौद्योगिकी को व्यापक औद्योगिक उपयोग में लाने के लिए व्यावसायीकरण के रास्ते भी तलाश रही है। आप पूरा अध्ययन नेचर जर्नल में प्रकाशित एक पेपर में पा सकते हैं।