Gli ingegneri Rutgers hanno incorporato circuiti elettrici ad alte prestazioni all'interno di plastica stampata in 3D, che potrebbe portare a droni più piccoli e versatili e piccoli satelliti dalle prestazioni migliori, impianti biomedici e strutture intelligenti.

Hanno usato impulsi di luce ad alta energia per fondere piccoli fili d'argento, risultando in circuiti che conducono 10 volte più elettricità rispetto allo stato dell'arte, secondo uno studio sulla rivista Additive Manufacturing. Aumentando la conduttività di 10 volte, gli ingegneri possono ridurre il consumo di energia, allungare la vita dei dispositivi e aumentarne le prestazioni.

"La nostra innovazione mostra una notevole promessa per lo sviluppo di un'unità integrata, che utilizza la stampa 3D e intensi impulsi di luce per fondere le nanoparticelle d'argento, per l'elettronica, ", ha affermato l'autore senior Rajiv Malhotra, un assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale presso la School of Engineering della Rutgers University–New Brunswick.

Incorporare interconnessioni elettriche all'interno di strutture stampate in 3D fatte di polimeri, o plastica, può creare nuovi paradigmi per dispositivi più piccoli e più efficienti dal punto di vista energetico. Tali dispositivi potrebbero includere CubeSats (piccoli satelliti), droni, trasmettitori, sensori di luce e movimento e sistemi di posizionamento globale. Tali interconnessioni sono spesso utilizzate anche nelle antenne, sensori di pressione, bobine elettriche e reti elettriche per schermatura elettromagnetica.

Gli ingegneri hanno utilizzato la "sinterizzazione a luce pulsata intensa" ad alta tecnologia, caratterizzata da luce ad alta energia proveniente da una lampada allo xeno, per fondere lunghe e sottili aste d'argento chiamate nanofili. I nanomateriali sono misurati in nanometri (un nanometro è un milionesimo di millimetro, circa 100, 000 volte più sottile di un capello umano). I nanomateriali d'argento fusi sono già utilizzati per condurre l'elettricità in dispositivi come celle solari, display e tag di identificazione a radiofrequenza (RFID).

I passaggi successivi includono la realizzazione di circuiti interni completamente 3D, migliorando la loro conduttività e creando circuiti interni flessibili all'interno di strutture 3D flessibili, ha detto Malhotra.

L'autore principale è il dottorando Rutgers Md Naim Jahangir. I coautori di Rutgers includono lo studente universitario Jeremy Cleeman e lo studente post-dottorato Hyun-Jun Hwang.