18新利最新登入可打印计算机将如何工作

作者:Kevin Bonsor
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电路图案用一种类似墨水的物质印在塑料上
图片由麻省理工学院媒体实验室的纳米媒体小组提供

很少有行业能像互联网那样在技术上实现巨大飞跃电脑工业在过去50年里所取得的巨大成就。自从发明了晶体管在20世纪40年代,计算机已经从占据多个房间的巨型机器缩小到平装书大小的便携式设备,每秒可以执行数亿次操作。虽然计算机制造业在过去的半个世纪里取得了巨大的进步,但制造过程仍然局限于少数几家公司。

制造计算机是一项既昂贵又耗时的工作。一个微处理器制造工厂耗资20亿美元,生产一个硅基微处理器需要整整两周时间。很少有电脑爱好者有资源自己制作电脑芯片。18新利最新登入然而,研究人员正在开发方法,让任何人都能成为自己的微处理器制造者。用户只需从互联网上下载微芯片设计,然后打印出一个基于墨水的塑料处理器台式制造机,类似于喷墨打印机

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计算的下一个阶段将使用户成为他们自己计算机组件的创造者和建造者。在本期的18新利最新登入物品如何工作,您将了解桌面制造商将允许您打印出18新利最新登入计算机组件。这篇文章还介绍了一些已经成功使用喷墨打印机制造晶体管的项目,致动器而且linear-drive汽车

桌面制造

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图片由麻省理工学院媒体实验室的纳米媒体小组提供 一种喷墨打印热致动器

很少有人认为下一代计算机几乎是隐形的,这意味着它们将与日常物品融为一体。柔性墨水状电路将被印刷到塑料上或喷涂到各种其他基材上,如衣服.领导这场可打印计算机革命的科学家之一是约瑟夫·雅各布森麻省理工学院媒体实验室的纳米媒体小组.雅各布森说,他的小组将能够在2001年底或2002年初生产出一种简单的印刷微处理器。他还预测,最终能够生产出一种可以与电子芯片相匹敌的打印芯片英特尔奔腾处理器。

雅各布森的小组已经成功地使用了一种普通的日立喷墨打印机的几个组成部分用于一台可打印的计算机。使用一个nanoparticle-based墨水研究人员将纳米级半导体颗粒悬浮在液体中,并将其喷涂到塑料基板上。下面是麻省理工学院团队用这种方法制作的一些打印组件:

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  • 热致动器执行器是一种传感器,用于打开、关闭、调整或移动设备。在热致动器中,热被用来引起元件的膨胀以产生运动。
  • Linear-drive汽车-这种类型的电机类似于一个正常的电动机,它有一个磁铁,围绕线圈回路,使电机旋转。18新利最新登入然而,有一个关键的区别。把直线驱动电机想象成扁平的电动机,其中包含一个在线圈上来回移动的扁平磁铁。在某种意义上,直线驱动电机中的磁铁起着活塞的作用。
  • 微机电系统(MEMS)——MEMS被吹捧为纳米技术的先驱或桥梁。这些微型机器用于各种设备,包括起搏器、游戏和安全气囊的加速计。它们具有多种功能,包括传感、通信和驱动。在未来,MEMS有望具有自我复制的能力。

媒体实验室还使用不同的工艺制造晶体管。为此,聚合物邮票使用与晶体管的结构在一个积极的浮雕。然后将印章浸在纳米颗粒墨水中,用手将其转移到衬底上。下一步将是使用喷墨打印机或其他类型的桌面打印机来创建可打印的晶体管。

麻省理工学院并不是唯一一个开发打印计算机电路方法的组织。塑料逻辑这家公司诞生于剑桥大学该公司计划将第一个塑料芯片推向市场。该公司开发了一种将塑料打印到聚合物基材上的方法,并获得了专利,从而制造出廉价而灵活的塑料晶体管。该工艺类似于麻省理工学院使用的喷墨工艺,但Plastic Logic添加了碳基化学物质来改变塑料的性能。通过将芯片打印到薄膜卷上,它们可以应用于各种表面。

在朗讯科技的研究公司,贝尔实验室创新1997年,美国的研究人员开发出了世界上第一个打印晶体管。使用类似于投影仪透明片的塑料片液体塑料半导体是应用在不锈钢网与橡胶刮形成多层晶体管。在混合物的溶剂蒸发后,塑料仍然存在。其过程与18新利最新登入丝印工作原理.朗讯与电子墨水麻省理工学院(MIT)的后代,来创造可打印的显示器。看到18新利最新登入电子墨水将如何工作获取更多信息。18luck手机登录

很快,科学家们就可以用台式制造机制造出计算机硬件的几乎所有部件。塑料将在许多用途上取代硅,但不要指望硅作为一种有价值的计算机组件至少在10年或20年内就会消失。在下一节中,我们将了解塑料是如何与硅相抗衡的,以及为什么我们可18新利最新登入以预期硅会存在更长的时间。

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塑料vs硅

塑料可能会给半导体行业带来革命,但这不会是一夜之间的革命。可打印计算机的复杂程度仍然很简单。目前,塑料制造设备只能生产25微米尺度的晶体管(一微米是百万分之一米);这与制造一个工作微处理器所需的。2微米分辨率相去甚远。英特尔能够在一个硅芯片上挤进大约1000万个只有几百纳米大的晶体管。一个纳米是十亿分之一米。

大多数研究人员会告诉你,可打印的计算机组件并不是为了取代硅而设计的。最初,我们将看到这些可打印的设备被用于为日常物品提供智能。它们将被整合到衣服、食品标签和玩具中。可打印电子产品最令人兴奋的应用之一是制造一种兼作电视屏幕或电脑显示器的墙纸。麻省理工学院还计划将数码相机制作成名片。

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与硅相比,塑料确实有一些好处。硅是刚性的,而塑料芯片是柔性的,可以放置在各种基底上。问题是,尽管人们对制造塑料“奔腾”寄予厚望,但印刷无机晶体管的速度仍然比硅芯片上的传统晶体管慢100倍左右。

基本上,可打印计算机代表了传统打印技术与计算机芯片制造的融合,以生产更便宜、更灵活的部件。虽然在其发展过程中仍存在许多障碍,但早期产品已准备好进入市场,例如一次性手机还有电脑服装。下一个十年,我们可能会有能力打印出自己的电子设备和复杂的计算机。

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