家里的一根電路斷了,，不需要找專業(yè)的電工上門修理,，只需用筆“畫”一下，就完成了接 駁,；用特殊墨水在手工制作的賀卡上“畫”出一個(gè)心形圖案,、在圖案中接上幾個(gè)小LED燈，一個(gè)閃耀著心形圖案的電子賀卡就做好了,。近日,，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù) 研究所、清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系雙聘教授劉靜帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì),，在印刷電子學(xué)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展,。利用該團(tuán)隊(duì)研制的“金屬墨水”，電路可以這樣隨心所欲地“打 印”出來(lái),、“畫”下來(lái)了,。

  電路板輕松“畫”出來(lái)

  走進(jìn)位于中關(guān)村東路的中科院理化所實(shí)驗(yàn)室，一塊透明塑料薄板上閃耀著的銀色圖案,，在入窗陽(yáng)光的照耀下閃動(dòng),。湊上前一看，原來(lái)塑料薄板上竟然有一幅銀色彩筆繪出的鳳凰圖案,，線條細(xì)膩流暢,，奪目動(dòng)人。 

  中科院理化所的實(shí)驗(yàn)室里,，還有人搞藝術(shù)創(chuàng)作,？ 

  “這銀色的線條可不是普通彩筆畫出來(lái)的，是我們用液體金屬墨水畫上去的,。”劉靜笑了笑,。在鳳凰圖案的兩端接上電池，鳳凰身上半個(gè)指甲蓋大小的LED燈竟然就閃耀了起來(lái),。 

  劉靜介紹,，這銀色墨水可以直接導(dǎo)電，用它畫出來(lái)的銀色圖案連接上電源,、LED燈,，就已經(jīng)是一塊簡(jiǎn)易的電路板了,。 

  要知道，傳統(tǒng)金屬箔蝕刻法制造電路板,，需要經(jīng)過(guò)高溫銅膜蒸鍍,、化學(xué)試劑蝕刻等好幾個(gè)復(fù)雜環(huán)節(jié),。這樣“畫”出電路板的技術(shù),，究竟是如何實(shí)現(xiàn)的呢？ 

  劉靜向記者“秀”出了一支筆,。原來(lái),，這支與普通簽字筆沒什么兩樣的筆，竟然就是“畫”出電路圖的工具,。只不過(guò),，簽字筆里流出的是普通墨水，而這支筆里流出來(lái)的是金屬墨水,。

  10年“釀”出“金屬墨水”

  電路板是電子工業(yè)的重要部件之一,。小到電子手表、計(jì)算器,，大到計(jì)算機(jī),、平板電腦，每種電子設(shè)備要想發(fā)揮作用,，都必須用到電路板,。然而，傳統(tǒng)的電路板制造流程要先設(shè)計(jì)好電路圖,，然后送到工廠加工,，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且還有明顯的高污染,、高能耗缺點(diǎn),。 

  “液體金屬打印技術(shù)能夠很好的解決傳統(tǒng)制造方法的問(wèn)題，電路直接‘畫’出來(lái),，不用再經(jīng)過(guò)蝕刻,、蒸鍍這些高能耗的過(guò)程了。”劉靜介紹,，需要什么樣的電路,，直接“畫”上去、打印上就行了,，傳統(tǒng)的7到8道工序一下子被縮短至2到3道,，快速靈活。

  這 種有望重塑集成電路產(chǎn)業(yè)的墨水,，全名叫基于金屬及合金墨水的手寫電子技術(shù),，又稱“夢(mèng)之墨”,。10年前，劉靜意識(shí)到液態(tài)金屬研究的科學(xué)意義和重大價(jià)值,，并著 力開始研究,。幾大箱紙質(zhì)文獻(xiàn)一一翻看、查找,、復(fù)印,，一種種金屬組分反復(fù)試驗(yàn)、配比,，終于研究出了以鎵為主元素的合金組合,，能夠在常溫下保持液態(tài)，也就是神 奇的“液態(tài)金屬”,。（下轉(zhuǎn)第二版）  

  （上接第一版）然而,，在杯子里能夠像水一樣流動(dòng)的液體金屬并不能立刻變成可書寫的金屬墨水。把墨水灌進(jìn)特制的筆中,，要么壓根沒有墨水從筆尖流出,，要么就是寫下的筆跡是一攤一攤的墨水堆。    

  “液體金屬的表面張力太大,，導(dǎo)致它根本沒法像普通墨水一樣噴出來(lái),，形成字跡。”劉靜回憶,，一遍遍實(shí)驗(yàn)中對(duì)液體金屬加以摸索和進(jìn)行“改性”后,，團(tuán)隊(duì)才終于解決了液體金屬粘附性、流動(dòng)性等問(wèn)題,。

  研制出“金屬墨水”3D打印機(jī)

  “金屬墨水”除了能在手寫筆中自由書寫,，還能灌入特制的3D打印機(jī)中，用機(jī)械方式精確地把電路設(shè)計(jì)圖打印出來(lái),，作為電路板使用,。

  據(jù) 悉，劉靜團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)研制出了以液體金屬這種“金屬墨水”為原料的3D制造裝置原型及液態(tài)金屬打印機(jī),，價(jià)格與普通的激光打印設(shè)備已經(jīng)十分接近,。利用這種 3D打印機(jī)，人們不但可以打印平面電路,，還能完成立體復(fù)雜電路及其支撐件的直接生成,。相比液體金屬手寫筆可以隨意書寫的特點(diǎn)，3D打印機(jī)能夠更快地將金屬 墨水應(yīng)用于電路板的批量生產(chǎn),。

  “從前,，3D打印機(jī)大多只能用樹脂、塑料等材料打印模型，輔助設(shè)計(jì),、生產(chǎn)外殼還行,，要打印包含電子功能的 復(fù)合器件可就不行了。”劉靜說(shuō),，液態(tài)金屬印刷電子方法將顯著擴(kuò)展3D打印技術(shù)的應(yīng)用范圍,。在不久的將來(lái)，普通人能接觸到的3D打印技術(shù)將不再是只能打印樹 脂模型,、塑料外殼的“花拳繡腿”,，而是可以直接打印出電子賀卡、顯示器,、太陽(yáng)能光伏電池,、計(jì)算器等電子產(chǎn)品的“馬良神筆”了,。

  除了應(yīng)用在電子產(chǎn)品制造領(lǐng)域,，“金屬墨水”還能在更廣闊的天地發(fā)揮作用。比如若把它畫在皮膚上,，就為連接電子設(shè)備,、進(jìn)行人體心電信號(hào)等生理參數(shù)的測(cè)量提供很大的便利。