Le comhtháthú agus forbairt dhomhain na hintleachta saorga agus teicneolaíochtaí Idirlín na Rudaí (IoT), tá aird fhorleathan tugtha ar bhraiteoirí brú solúbtha agus insínte mar gheall ar a bhfeidhmeanna féideartha i mbrath gluaiseachta daonna, diagnóisic leighis, idirghníomhaíocht dhaonna-ríomhaire, agus craiceann leictreonach. Feidhmíonn braiteoirí stríoca trí spreagthaigh mheicniúla a thiontú go comharthaí leictreacha-cosúil le friotaíocht nó toilleas-trí mheicníochtaí braite éagsúla. Ina measc seo, tá tomhasairí brú resistive tagtha chun bheith ina n-ionad teo taighde mar gheall ar a n-íogaireacht ard, a gcostas íseal, a struchtúr simplí agus a éascaíocht léitheoireachta.
I láthair na huaire, is éard atá i gceist le ceann de na comhstraitéisí chun braiteoirí solúbtha brú ardfheidhmíochta a dhéanamh ná mionstruchtúir a thabhairt isteach-cosúil le micreaphirimidí, fillteacha agus micreacholúin-ar dhromchla an tsubstráit leaisteach chun íogaireacht níos airde agus teorainneacha braite níos ísle a bhaint amach. Mar sin féin, is minic a bhíonn próisis chasta, am-íditheacha agus costasacha i gceist le modhanna monaraithe traidisiúnta micreastruchtúir ar nós múnlú, fótailiagrafaíocht, agus féin-chóimeáil, rud a chuireann srian le déantús tapa agus feidhmiú ar scála mór braiteoirí. I gcodarsnacht leis sin, cuireann teicneolaíocht próiseála léasair cur chuige nua ar fáil maidir le déantúsaíocht gléasanna leictreonacha solúbtha mar gheall ar a buntáistí a bhaineann le hardluas, ardéifeachtúlacht, oibriú saor ó mhascanna, ísealchostas agus solúbthacht ard. Mar sin féin, is dúshlán suntasach é a bheith ag brath go hiomlán ar straitéisí próiseála léasair chun braiteoirí brú a bhaint amach a bhfuil ardíogaireacht acu ag an am céanna, ard-sínteacht, líneacht ard, freagairt thapa, hysteresis íseal, agus-cobhsaíocht fhadtéarmach. Is príomhdhúshlán i gcónaí sa taighde reatha é conas barrfheabhsú sineirgisteacha na n-airíonna seo a bhaint amach faoi choinníollacha déantúsaíochta simplí, ar chostas íseal.
Tá modh simplí, éifeachtach ó thaobh costais agus éifeachtach molta ag an bhfoireann faoi stiúir Xie Xiaozhu ó Scoil na hInnealtóireachta Meicniúla agus Leictreach in Ollscoil Teicneolaíochta Guangdong chun braiteoir brú a fhorbairt a bhfuil íogaireacht ard, insínteacht agus cobhsaíocht mhaith aige. Trí theicneolaíocht scríbhneoireachta díreach léasair a chomhcheangal le priontáil 3D, d'éirigh leo braiteoir brú solúbtha P-PDMS a dhéanamh.
D'fhorbair an staidéar seo straitéis déantúsaíochta ísealchostais agus inscálaithe a chomhcheanglaíonn scríbhneoireacht dhíreach léasair agus teicneolaíocht priontála 3D chun éagsúlacht de bhraiteoirí brú solúbtha PDMS (P-PDMS) patrúnaithe a ullmhú. Rinneamar paraiméadair déantúsaíochta optamaithe ar nós próiseáil léasair agus priontáil 3D chun braiteoirí a ullmhú leis an íogaireacht is airde thar raon brú leathan. Faoi pharaiméadair an phróisis de mhinicíocht scanadh 100kHz, fuinneamh cuisle 1.46μJ, luas scanadh 5mm/s agus luas priontála 2.5mm/s, léiríonn an braiteoir ullmhaithe le micreastruchtúr ilchodach íogaireacht an-líneach. Go háirithe, tá íogaireacht an bhraiteora brú solúbtha micreastruchtúr ilchodach (PCM) 159% níos airde ná íogaireacht an bhraiteora aonair micreastruchtúr patrún (PSLM) agus 339% níos airde ná sin an braiteora gan patrún. Maidir le freagairt dhinimiciúil, tá am freagartha 140ms ag an braiteoir (i gcomparáid le 362ms don braiteoir gan phatrún agus 244ms don braiteoir aonair microstructure), le comhéifeacht hysteresis chomh híseal le 0.023 agus cobhsaíocht timthriall den scoth. Ina theannta sin, taispeánann sé freagairt teochta cobhsaí agus teorainn braite ultra-íseal de 0.0125%. Mar sin, is féidir ár mbraiteoirí brú a úsáid chun éagsúlacht gluaiseachtaí daonna a bhrath, lena n-áirítear gluaiseachtaí méara, chaol na láimhe, glúine agus uillinn. Tá buntáistí ag baint leis an modh scríbhneoireachta díreach léasair freisin maidir le simplíocht, éifeachtúlacht, agus costas íseal, agus léiríonn sé acmhainneacht mhór i réimse na bhfeistí leictreonacha inchaite.
