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印刷電子術讓無線通訊更成本更庶民

印刷電子術是一種價格低廉的電子元件製作方式,最近韓國研究人員利用此技術製作整流天線(rectenna),成本低到每一單位電路平均價格不到新台幣1元。此元件可望改變人們與物件的日常互動方式,能應用在價格標籤、商標圖案及廣告招牌等,透過智慧手機簡單一掃便能讀取相關訊息。

這項設計由國立順天(Sunchon)大學與帕魯(Paru)印刷電子研究所共同創造,採用的近場通訊(near-field communication, NFC)技術已經應用在金融交易上,而成本降低有助於普及化,將可望使用在多種日常物品中,使這些物件能擷取來自智慧手機的無線電波作為能量來源,並且透過印刷數位電路回傳訊息。

整流天線是天線(antenna)與整流器(rectifier)的結合,能將交流電轉換成直流電。在此實驗中,研究人員採用連續式滾筒(roll-to-roll)印刷製程,以8 m/min的速率大批次將整流天線印製於塑膠薄膜上。製程中總共採用了五種不同的墨水材料:銀奈米微粒傳導墨水用於天線與電極;氧化鋅半導性墨水用於主動層以及二極體;鋁傳導墨水用於上電極與二極體;鈦酸鋇奈米微粒高介電(high k)墨水用於電容的介電層;環氧樹脂墨水用於絕緣層。

此整流天線能擷取手機發出的無線電波,並將交流電轉換成直流電。實驗顯示該元件可從頻率13.56 MHz的交流訊號中獲得至少0.3 W的功率。NFC技術非常類似快速反應碼(QR code),差別在於NFC物件含有電腦微晶片或數位資訊,並且以直流電源驅動。順天大學的Gyoujin Cho表示,此技術同時能把數位資訊印刷於整流天線上,將無線通訊所需的一切整合於一處。

該團隊採用的連續式滾筒印刷製程能以環保的方式提供高產能,因此能降低成本,此外,不需花大錢就能將許多額外的功能整合入印製過程中。他們認為在不久的未來,智慧型手機結合近場通訊的應用將不可限量,從醫療、汽車、軍事到航空工業都將大大受益。詳見Nanotechnology Vol. 23 344006。

譯者:劉家銘(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
資料來源:Wireless power for the price of a penny. nanotechweb [Aug 10, 2012]

轉載自 奈米科學網 [2012/09/06]

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