http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 14:54:17 來源:來源:Gyou-Jin Cho/順天國立大學
塑料RFID標簽將是第一款使用了打印的納米管晶體管的產品。
無線射頻識別(RFID)標(biao)簽(qian)使(shi)得(de)繳(jiao)納(na)通(tong)行(xing)費(fei)和(he)公(gong)共(gong)交(jiao)通(tong)費(fei)變(bian)得(de)輕(qing)而(er)易(yi)舉(ju)。但(dan)是(shi)由(you)矽(gui)製(zhi)成(cheng)的(de)標(biao)簽(qian)還(hai)是(shi)太(tai)貴(gui),無(wu)法(fa)替(ti)代(dai)無(wu)處(chu)不(bu)在(zai)的(de)條(tiao)形(xing)碼(ma)通(tong)過(guo)遠(yuan)程(cheng)掃(sao)描(miao)仍(reng)在(zai)籃(lan)子(zi)裏(li)的(de)貨(huo)物(wu)那(na)樣(yang)加(jia)快(kuai)商(shang)場(chang)結(jie)賬(zhang)的(de)速(su)度(du)。
卷軸:如果開發者能將價格降到1美分甚至更低,用滾筒式打印的塑料RFID標簽或許可以替代條形碼。
廉價的塑料RFID標簽可能很快會改變這種情況。韓國順天的研究人員已經利用一係列工業方法在塑料薄膜上打印了RFID標簽:滾筒式打印、噴墨打印和矽橡膠衝壓。他們使用了含有不同材料的墨——銀、碳納米管及納米粒聚合物——用來一層層堆積標簽中的成分,如電容和晶體管。
負責這項研究的順天國立大學打印電子工程學教授Gyoujin Cho估計每個標簽花費3美分。為了取代條形碼,RFID標簽應當花費1美分甚至更少。不過Chobiaoshi,ruguobiaoqianshangdesuoyoucengdouyongguntongshidayinduiji,namezheyinggaishikeyishixiande。muqiandeyibannenggouchucunyouyongshujudeyuanxingjiangzaijinnianwanxieshihoushangshi,tashuo。
新的RFID標(biao)簽(qian)將(jiang)成(cheng)為(wei)首(shou)個(ge)使(shi)用(yong)碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)製(zhi)成(cheng)的(de)打(da)印(yin)晶(jing)體(ti)管(guan)的(de)產(chan)品(pin)。十(shi)年(nian)來(lai),研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)一(yi)直(zhi)在(zai)研(yan)發(fa)納(na)米(mi)管(guan)油(you)墨(mo),但(dan)是(shi)到(dao)目(mu)前(qian)為(wei)止(zhi)市(shi)場(chang)上(shang)唯(wei)一(yi)的(de)納(na)米(mi)管(guan)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)是(shi)陳(chen)列(lie)電(dian)極(ji)的(de)薄(bo)膜(mo)。碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)油(you)墨(mo)製(zhi)造(zao)商(shang)西(xi)南(nan)納(na)米(mi)科(ke)技(ji)(SouthWest NanoTechnologies)的裏克•強森(Rick Jansen)表示,高質量的、有足夠的均衡性和黏性能用於打印的納米管油墨的生產成本很高。
用納米管油墨製造晶體管很困難的原因還在於,混合物的三分之二是半導體,三分之一是金屬,金屬成分使得整個混合物變成了導體。Cho和順天Paru Corporation的研究人員開發了一個使得納米管油墨具有半導體特性的簡單過程,並獲得了專利。他們在溶液中為金屬管塗上一層聚合物。“你把它們與特定的聚合物放在一起搖晃,包裹上一層聚合物,然後就不用管它們了。” 萊斯大學化學教授詹姆斯•圖爾(James Tour)說。他也參與了新的研發工作。
由此產生的晶體管很大,而且表現不如矽設備好。但是,圖爾說,“RFID標簽是一種完美的應用,因為成本很低。”
製作能在使用納米管油墨的柔性顯示器中控製像素的晶體管陣列更富有挑戰性。“你需要更好的晶體管來配合顯示器,”他說。“我們可以用碳納米管油墨打印小的晶體管,但大量打印並排成一個很好的陣列比較困難。”不過,Cho表示韓國的團隊正在研究製作能用納米管晶體管控製回路的顯示器。
用來追蹤物體的被動RFID標簽主要由兩部分組成:yigeguijichengdianluyijiyigetongchangyougutitonghuokeyinyinmozhichengdetianxian。tianxianxianquancongyueduqideshepinxinhaochubuhuojiaoliudianyuan,jingguozhengliudianlu,jiaoliudianbianchengzhiliudian。lingyigedianlushiyonggaidianyuanchanshengchuanhuiyueduqidexinhao,chuandichucunzaibiaoqianshangdexinxi。
Cho和他的同事們開始用滾筒式程序放置天線線圈、底di部bu的de銀yin墨mo電dian極ji層ceng以yi及ji之zhi後hou的de絕jue緣yuan層ceng,鈦tai酸suan鋇bei納na米mi聚ju合he物wu油you墨mo。然ran後hou,他ta們men用yong噴pen墨mo打da印yin機ji放fang置zhi碳tan納na米mi管guan油you墨mo層ceng,來lai製zhi作zuo電dian路lu晶jing體ti管guan。最zui後hou,用yong矽gui橡xiang膠jiao衝chong印yin製zhi作zuoRFIDbiaoqiandezhengliudianlusuoxudedianrongqiheerjiguan。tamenliyonghangudeyanghuaxinnamixianyoumozhizuoerjiguandebandaoticeng,yonglvfenjiangzhizuoshangdianji。yanjiurenyuanjiangtamendegongyifabiaozai3月份的《IEEE 電子器件彙刊》(IEEE Transactions on Electron Devices)上。
完成的標簽大小是標準條形碼的3倍,而它隻能儲存1比特的信息,1或者0,因此它隻能向閱讀器發出是或否的回應。Cho表示,明年64比特的標簽就能推出市場。最終的目標是用96比特的標簽代替條形碼。
“真正的影響在於它們在價格上是否有競爭力,”萊斯大學機械工程和材料科學教授普利凱爾•阿加(Pulickel Ajayan)說,他並沒有參與研究,“那是納米管能發揮作用的原因之一。這是一個滾筒式程序,使得它可以進入市場。”
提高滾筒式打印機的分辨率和精度,就能讓更小的標簽攜帶更多的信息,Cho說。但是他們還需要改善電路,以發出更強的功率信號。目前,閱讀器隻能在10厘米外工作——還不足以用於收銀台。