近日，英國拉夫堡（Loughborough）大學(xué)從該國工程和物理科學(xué)研究理事會（EPSRC）那里獲得了390萬英鎊的研究資金，以開發(fā)他們的SYmeta研究項目。所謂的SYmeta，即是Synthesizing 3D metamaterials（合成3D超材料）的簡稱。該項目的目標(biāo)是開發(fā)一種全新的、更加生態(tài)的方式來制造可用于射頻、微波和太赫茲波的高頻電路。
據(jù)了解，當(dāng)前生產(chǎn)和組裝這種高頻電路的印刷電路板最標(biāo)準(zhǔn)的方法通常要使用有害的化學(xué)品、高溫、刻蝕和大量的水，浪費極大而且破壞環(huán)境。為此Loughborough大學(xué)的研究人員們決心找到更加生態(tài)方式來印刷電路板。迄今為止，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一個可能的解決方向，那就是使用超材料和增材制造技術(shù)。
所謂的超材料，簡單地說，就是工程復(fù)合材料，這種材料具備自然界不存在的電磁特性。Symeta項目團隊希望能夠利用超材料來設(shè)計和制作出高頻電路或“超電路（meta circuit）”，并將其用于無線手機和無線路由器之類的設(shè)備。
Yiannis Vardaxoglou教授（右）
Lobourough大學(xué)的Symeta項目負(fù)責(zé)人是Yiannis Vardaxoglou教授。他評價稱：“將這一全新的結(jié)構(gòu)引入復(fù)雜的電子設(shè)計領(lǐng)域?qū)硪环N突破性的低成本制作電子器件的方法。”該大學(xué)還將同時與Exeter大學(xué)、牛津大學(xué)、謝菲爾德大學(xué)、瑪麗女王大學(xué)和倫敦大學(xué)等其它英國大學(xué)的研究部門進(jìn)行合作。
為了創(chuàng)建這種“超電路”，Symeta團隊將嘗試將各種顆粒材料，包括金屬、聚合物、陶瓷等，與3D打印技術(shù)結(jié)合起來。這些材料將會包裹著金屬內(nèi)含物被3D打印成各種形狀的對象，而這些對象具備與接地層（ground plane）、部件和導(dǎo)電線路同樣的功能。而這種3D打印的制造方式意味著PCB將能夠被制造成各種不同的形狀，完全顛覆了傳統(tǒng)上PCB必需是平的概念。Vardaxoglou 說，“它們可以變幻形狀，以便融入一些有特殊要求的裝置，像心臟起搏器等。”
截至目前，研究團隊用來3D打印PCB的材料還僅限于那些可以在220攝氏度左右融化的，這也是其3D打印噴嘴所能達(dá)到的最高問題。未來Symeta研究人員將進(jìn)一步提升溫度，以擴大可選材料的范圍。
Vardaxoglou對這項技術(shù)相當(dāng)有信心，他們的初步目標(biāo)是開發(fā)一種配置兩到三個噴嘴的機器能夠能處理不同的顆粒材料，并具有大批量生產(chǎn)的能力。Symeta團隊的這種增材制造印刷電路板的方法將足以與傳統(tǒng)的制造方式去競爭
據(jù)了解，Symeta項目團隊得到的這390萬英鎊只是EPSRC準(zhǔn)備投向旨在解決重大工程和科學(xué)問題研究項目的2100萬英鎊資金的一部分。英國科學(xué)大臣Jo Johnson評論EPSRC的投資計劃稱："我們希望英國成為歐洲最具創(chuàng)新能力的地方，而2100萬英鎊投資將會把我國的研究人員匯集起來解決一些我們所面臨的最緊迫的工程領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。
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