تصور کنید که کاغذ دیواری خانه شما بتواند برنامههای تلویزیون را هم نشان دهد! کمی عجیب است که تصاویر چاپ شده بر روی کاغذ بتوانند تغییر کنند، ولی چند سالی است که بر روی اجرایی کردن این کانسپت کار میشود. تحصیلات دکترای من، در رشته "چاپ" است. شاید بپرسید مگر چاپ هم دکترا دارد؟ بله دارد، این هم مدرکاش :)
مطالب و محتوای کلی دروس رشته چاپ، بیشتر درباره رفتار میکرو سیالات، مدلهای ریاضی نشست مرکب بر سطح، فیزیک نور، شیمی مرکب، انواع چاپ، گرافیک، بستهبندی، اوراق بهادار و ضدجعل، و نیز چاپگرهای سه بعدی است.
صنعت چاپ به دو شاخه اصلی تقسیم میشود:
در این مطلب، صحبت ما درباره همین مورد دوم، یعنی چاپ عملکردگرا است. در صنعت امروز، چاپ عملکردگرا به عنوان یکی از روشهای تولید صنعتی محصول به شمار میآید.
در چاپ عملکردگرا (Functional printing)، مرکب، بعد از آنکه چاپ شد، کاری را انجام میدهد. مثلا وقتی که کبریت را روی مرکب سنبادهای کنار قوطی کبریت میکشید، کبریت را شعلهور میکند. ممکن است عملکرد مرکب، پیچیدهتر باشد: مثلا یک عملکرد الکترونیکی.
فرض کنید روی همان جعبه کبریت، با مرکب مس یک آنتن چاپ کردهاید که میتواند بهجای کارت هوشمند هم استفاده شود. به این نوع چاپ که عملکرد الکترونیکی دارد، اصطلاحا Printed electronics میگویند.
عملگرهای الکترونیکی مختلفی وجود دارند که میتوان آنها را با دستگاههای متداول چاپ تهیه کرد. توجه داشته باشید که برای تولید این اجزا الکترونیکی، از همان دستگاههای معمول چاپ استفاده میشود که مرکبهای ویژه رسانا، نیمهرسانا، مغناطیسی و غیره را بر سطح کاغذ، پلیمر، پارچه و غیره چاپ میکنند. طیف وسیعی از مقاومت، خازن، ترانزیستور، آنتن، LED، باتری، صفحات خورشیدی فتوولتائیک، سنسورها و عملگرها با استفاده از دستگاههای معمول موجود در چاپخانهها قابل تولید هستند. به عنوان مثال، شیوه اجرایی چاپ آنتن، در اینجا توضیح داده شده است.
ویژگی عمده محصولات الکترونیکی که با چاپ تهیه میشوند عبارت است از:
سطوح چاپ شده الکترونیکی، انعطافپذیر هستند و قابلیت خم شدن، تا شدن، کشیدگی و برش را دارند. این قابلیتها آنها را به گزینه مناسبی برای تولید گجتهای هوشمند پوشیدنی، سنسورهای پزشکی، صفحات نمایش انعطافپذیر بزرگ و بستهبندی هوشمند تبدیل کرده است. نمونههایی از محصولات قابل تولید با چاپ، در تصاویر زیر نشان داده شدهاند.
طیف وسیعی از مرکبهای مختلف رسانا، نیمهرسانا، دیالکتریک، مغناطیسی، الکترولومینسنس، و انواع مختلفی از مواد مانند فسفر، گوگرد، نقره، طلا، کربن، و گرافن در تولید محصولاتی که در بالا به آنها اشاره شد، استفاده شدهاند.