甜味芯片打印法瞭解一下：科學家用糖實現微電路曲面打印，連針尖髮絲都可以_風聞

　　Alex 發自 凹非寺

　　量子位 | 公眾號 QbitAI

　　意外收穫：

　　科學家整出了一種**“糖果微芯片打印法”**。

　　——你沒看錯，真的是可以吃的焦糖加玉米糖漿！

　　他利用糖來臨時封裝微電路，輕鬆將其印到了各種細小複雜的表面。

　　甚至連頭髮絲上都可以寫字：

　　****△頭髮放大圖，黃色糖漿包裹着微電路結構

　　在直徑不到0.1毫米的髮絲上，科學家Gary Zabow印上了他單位名稱縮寫的四個字母NIST（National Institute of Standards and Technology，美國國家標準技術研究院）。

　　該研究的相關論文已登上了Science。

　　至於為啥説是意外，因為Zabow原先根本沒想到用糖。

　　他偶然把一些芯片的微磁點陣列埋進了糖塊中，後來在清洗燒杯時又偶然看到，微磁點陣列自動貼到了燒杯底部，並保留了原先的結構圖案。

　　於是，他決定真的試試用糖來封裝芯片電路。

　　結果發現，這樣可以像轉移模版一樣，在廣泛的曲率範圍內精確轉印微電路。

　　下面就來看看具體是如何操作的。

　　“糖果印刷法”適用範圍廣

　　首先是把打印好的微磁點陣列和糖融合在一起。

　　將混合糖溶於少量的水，然後把糖漿倒在平面的微電路圖案上就搞定了。

　　在這裏的混合糖中，玉米糖漿至關重要。

　　因為一般的糖冷卻後容易結晶，產生不均勻的表面，很不利於微加工。不過，加入玉米糖漿後就可以防止結晶，這樣就基本不會干擾微磁點的結構圖案了。

　　然後，等水蒸發掉，焦糖就會變硬，微電路就自然而然地嵌入進硬糖塊中，實驗者能輕鬆將其取下轉移到別的地方。

　　接下來，把包裹着微電路的糖放到目標表面上並融化。

　　在這個步驟中，糖和微電路就會貼合到新的目標表面上。

　　而且Zabow還發現，糖在融化時會保持高粘度，使點陣圖案能夠一直保持其結構佈局。

　　最後，再使用水溶解掉糖，就可以只留下貼合在目標表面的微電路了。

　　總的來説，整體操作過程還算比較easy，用一張圖就可以總結：

　　其實，這種工藝還有個高大上的名字：迴流驅動柔性轉印 （REFLEX）。

　　除了看起來足夠新奇酷炫，此方法也兼具實用價值。

　　其中最亮眼的作用就是：可以把電路精確轉印到曲率超大的目標表面上。通俗來説，包括各種尖鋭面。

　　除了前文提到的頭髮絲，Zabow還用此方法把微電路放到了針尖：

　　還有非常細小的乳草種子絨毛纖維上：

　　而從傳統來看，起初主要是把金屬等材料組成的微型電路圖案，直接印刷到常見的平面硅晶圓上。

　　後來，隨着半導體芯片和智能材料的發展，這些複雜微小的電路需要被打印到各種非傳統的表面上，包括可塑表面。

　　不過先前研究已表明，在平面可以打印電路的微光刻技術並不適用於曲面，於是研究人員想到了**“轉印”**。

　　巴特，現有的其他方法只能適應非常有限的曲率。

　　所以，這種用糖在曲面打印的新方法，可謂為生物醫學或微型機器人領域的探索開啓了新的大門。

　　Zabow表示：

　　半導體行業已經花費了數十億美元完善印刷技術，來優化芯片。

　　如果我們能夠用像糖果一樣簡單且廉價的東西，來擴大微芯片打印的適用範圍，豈不妙哉？

　　關於作者

　　Gary Zabow是這篇論文的獨作。

　　從2014年至今，Zabow一直在美國國家標準技術研究院從事科研工作，目前他的主要研究方向包括：

　　新型的微/納米加工技術；

　　用於細胞標記和跟蹤的微製造造影劑；

　　用於多重核磁共振成像的磁性微結構；

　　用於嵌入式傳感的NMR可讀射頻納米傳感器。

　　Zabow本科畢業於開普敦大學的物理和應用數學系，然後就讀於哈佛大學，先後取得了物理學和工程碩士，以及物理學博士學位。

　　值得一提的是，他目前已獲得了轉移微印刷電路的相關專利。

　　論文地址：

　　https://www.science.org/doi/10.1126/science.add7023

　　參考鏈接：

　　[1]https://www.nist.gov/news-events/news/2022/11/nist-finds-sweet-new-way-print-microchip-patterns-curvy-surfaces

　　[2]https://time.news/sugar-and-corn-syrup/