Новая технология нанесения ультратонких свето- и фотодиодов позволит применять их на поверхностях, подверженных экстремальным деформациям, - кончиках пальцев хирургических перчаток, хирургических нитях, гибких катетерах - и даже создавать светящиеся татуировки, сообщает международная группа ученых в своем отчете, опубликованном в журнале Nature Materials.
"Очень тонкая геометрия позволяет нам размещать тончайшие устройства на поверхности оборудования, которые можно растянуть, скрутить, сложить, согнуть, наложить на сложные поверхности - это невозможно сделать, если вы ограничены общепринятыми громоздкими технологиями", - говорит один из исследователей, профессор университета штата Иллинойс Джон Роджерс (John Rogers), пишет РИА Новости.
Авторы статьи отмечают, что активный поиск областей применения светодиодов (LED) и фотодиодов (PD) спровоцирован исследованиями в оптоэлектронике, которые привели к коммерциализации многих разработок. Тончайшие свето- и фотодиоды уже размещаются на таких гибких поверхностях, как бумага, текстиль, резина, различные виды пластика, а теперь ученые предлагают создавать "матрицы" полупроводников, способные и при сильнейших деформациях выполнять свои функции.
По технологии, описанной учеными в работе, полупроводниковые схемы на пластинках арсенида галлия GaAs сначала "выращиваются" на временной основе. Готовые схемы затем очищают и переносят на нужные поверхности - благодаря своей структуре они обладают гибкостью и устойчивостью к деформации. Ученые отмечают, что во всех примерах, приведенных в статье, светодиоды, которые скорее можно назвать микросветодиодами (?-ILED) и фотодиоды имеют точные размеры 100 на 100 микрон и толщину 2,5 микрона.
"Всегда, когда мы создаем новую технологию, демонстрация идей - это первый шаг, а затем на сцену выходят умные инженеры, и люди начинают создавать технологии", - говорит профессор Роджерс.
Авторы описывают несколько примеров использования своей технологии, например, в биомедицине. "Матрицы" светодиодов, нанесенные на поверхность гибкого катетера, позволят с высокой точностью воздействовать на опухоли и атерослеротические бляшки. Использование полупроводников при накладывании швов позволит создать биосовместимый "барьер" в ткани для внешней инфекции и, с другой стороны, активизировать процессы заживления. Технология вживления микроимплантантов, благодаря возможности слежения за изменениями внутри тканей, дополнит существующие методы медицинских исследований.
Для демонстрации подобных возможностей исследователи создали сенсор, который можно закрепить на оборудовании, автоматических манипуляторах или встроить в хирургические перчатки. Это приспособление, снабженное фото- и светодиодами, служит источником света и дает возможность измерения излучения от предметов, находящихся на линии движения прибора. Таким образом можно корректировать и направлять действия хирурга или робота при выполнении сложных операций.
По мнению авторов статьи, приведенные примеры демонстрируют перспективы размещения светодиодов и фотодиодов на необычных поверхностях и дают пространство для реализации самых фантастических замыслов - например, светящихся татуировок.