از آنجایی که پلاستیک در دماهای بالای ۱۲۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود، به دست آوردن حسگرها و وسایل الکترونیکی با کارایی بالا روی بسترهای پلاستیکی مشکل است. متأسفانه نیمه‌رساناهای پرکیفیت (مثل سیلیکون) نیاز به دمای رشد بالا دارند و به همین خاطر،کاربرد آنها در پلاستیک‌های انعطاف‌پذیر، امکان‌پذیر نخواهد بود. اخیراً یک گروه تحقیقاتی در انجمن فناوری کالیفرنیا نشان داده‌اند که می‌توان فیلم‌های بسیار منظمی از نانوسیم‌های سیلیکونی، روی تکه‌هایی از پلاستیک چسباند و حسگرهای انعطاف‌پذیری ساخت که حساسیت فوق‌العاده نسبت به یک محدوده از مواد شیمیایی سمی داشته باشند.
حسگرهای الکترونیکی روی بسترهای پلاستیکی
از آنجایی که پلاستیک در دماهای بالای ۱۲۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شود، به
دست آوردن حسگرها و وسایل الکترونیکی با کارایی بالا روی بسترهای پلاستیکی
مشکل است. متأسفانه نیمه‌رساناهای پرکیفیت (مثل سیلیکون) نیاز به دمای رشد
بالا دارند و به همین خاطر،کاربرد آنها در پلاستیک‌های انعطاف‌پذیر، امکان‌پذیر
نخواهد بود. اخیراً یک گروه تحقیقاتی در انجمن فناوری کالیفرنیا نشان داده‌اند
که می‌توان فیلم‌های بسیار منظمی از نانوسیم‌های سیلیکونی، روی تکه‌هایی از
پلاستیک چسباند و حسگرهای انعطاف‌پذیری ساخت که حساسیت فوق‌العاده نسبت به
یک محدوده از مواد شیمیایی سمی داشته باشند.
این نانوسیم‌ها، سیم‌هایی بلوری هستند که از سیلیکون آلائیده (دوپ شده) که
هسته اصلی صنعت رایانه را تشکیل می‌دهند، ساخته می‌شوند. آنها با اچ کردن
نانوسیم‌ها داخل یک ویفر سیلکونی، سپس کندن و انتقال آنها به داخل یک
پلاستیک توانستند یک راهبرد کلی، موازی و قابل توسعه را برای رسیدن به
الکترونیک با کارایی بالا روی بسترهای ارزان پلاستیکی، گسترش دهند.
دکتر مک‌آلپین توضیح می‌دهد که در حالی که نانوسیم‌های بسیار هم‌راستا با
استفاده از روش‌های گوناگونی روی بسترهای صلب آرایش داده شده‌اند، این
برای اولین بار است که چنین فیلم‌های بسیار منظم و فشرده‌ای روی تکه‌هایی
از پلاستیک قابل انعطاف آرایش داده می‌شوند. این موفقیت دری به‌سوی کامل
کردن ساخت دماغ الکترونیکی که از آرایه‌های نانوسیمی روی پلاستیک انعطاف‌پذیر
تشکیل شده‌است و حساسیت فوق‌العاده‌ای دارد، باز می‌کند. در حال حاضر کار
ما بر روی چالش مربوط به غلبه بر موانع علمی برای رسیدن به این دستاوردها،
قابلیت‌های تجاری این پیشرفت‌ها و ارتباط با سلامت و ایمنی افراد عادی
متمرکز شده‌است.
روش این محققان برای ساخت وسایل الکترونیکی بر روی بسترهای پلاستیکی مبتنی
بر روش‌های انتقال خشک است که شامل استفاده از مُهرهای پلی دی متیل
سیلوکسان (PDMS) یا چسب‌های قابل حل، برای جابه‌جایی مواد نیمه‌‌رسانا یا
ادوات کامل، از بسترهای غیرآلی به پلاستیک است. روش انتقال خشک، قبلاً برای
چاپ یک‌سری از میکروسیم‌های نیمه‌‌رسانای ساخته‌شده با فتولیتوگرافی
استفاده شده‌است.
پروفسور جیمز آر. هیث چنین می‌گوید: «ما قبلاً کار خود (مدارها و شبکه‌های
نانوسیمی با چگالی فوق بالا) را در مورد روش انتقال الگوی نانوسیمی
ابرشبکه‌ای (SNAP) برای رسیدن به آرایه‌های بسیار منظم از نانوسیم‌های فلزی
و نیمه‌هادی، گزارش کرده‌ایم. اینجا ما نشان داده‌ایم که آرایه‌های
نانوسیمی SNAP می‌توانند با استفاده از فرایند انتقالی که ساده، موازی و
قابل توسعه است تحت شرایط متعارف بر روی بسترهای پلاستیکی منتقل شوند.
سازمان‌دهی نانوسیم‌ها در ناحیه وسیعی حفظ می‌شود و نانوسیم‌های چاپ شده،
به‌عنوان ترانزیستورهای اثر میدانی (FETS) و نیز حسگرهای گاز، عملکرد فوق‌العاده‌ای
از خود نشان می‌دهند».
مک‌آلپین می‌گوید: «هنگامی که ما این فیلم‌ها را در معرض بخارهای سمی مربوط
به آلاینده NO2 (اگزوز اتومبیل) قرار می‌دهیم، این حسگرهای پلاستیکی قادر
به آشکارسازی غلظت‌هایی به کوچکی ۲۰ قسمت در میلیارد (ppb) در هوا خواهند
بود. این عملکرد با بهترین حسگرهایی که روی بسترهای صلب ساخته می‌شوند،
قابل رقابت است. این مقدار از معیار در معرض خطر بودن سلامت EPAد(۵۳ppb)
کوچک‌تر است.
نتایج این تحقیق در مجله Nature Materials منتشر شده‌است.
