Balpen zet elektronisch circuit op papier

afbeelding: Aan de pen zie je niets bijzonders, maar op het papier zie je dat je een led kunt aansluiten op de geschreven tekst (links ligt de batterij). Afbeelding: © Bok Yeop Ahn.

Het hart van vele elektronische apparaten is de printplaat. Hierop zijn alle componenten – schakelaars, weerstanden, spoelen, etc. – met elkaar verbonden via stroomgeleidende draden, zodat ze samen één geheel vormen.

Tot nu toe zijn die platen onflexibel, maar er wordt hard gewerkt aan buigzame varianten. Een onderzoeksgroep van de University of Illinois maakt bijvoorbeeld gebruik van papier. Dat is goedkoop, overal te krijgen en je kunt het in allerlei vormen vouwen. Alleen moet er nog bedrading op. Maar dat kan nu met de speciale balpen die wetenschappers maakten.

Zilveren inkt
De pen zelf is niet anders dan anders. Aan de punt bevindt zich een balletje dat los kan bewegen, waardoor je de inkt uit de pen op het papier kan aanbrengen. Wat wel bijzonder is, is de inkt. Die bestaat uit zilverdeeltjes die de onderzoekers speciaal voor deze pen hebben ontwikkeld. De zilverinkt stolt niet in de pen en doordat het goedje net zo vloeibaar is als gewone inkt, kun je er dus net zo makkelijk mee schrijven als normaal. Het enige – maar belangrijke – verschil is echter dat het op papier opdroogt tot een geleidend materiaal.

Vervolgens kun je componenten verbinden aan de geschreven tekst en zo bouw je een echte printplaat. Aangezien het papier flexibel blijft, kun er alle kanten mee op. Je kunt er bijvoorbeeld een vliegtuigje van vouwen mét werkende koplampen. 

Metalen inkt is wel vaker gebruikt om elektronische apparaten te maken, bijvoorbeeld met inktjetprinters. Daarmee ben je echter niet zo vrij als met een pen. “De enige limiet is je eigen fantasie”, zegt Jennifer Lewis, één van de onderzoekers.

Instant circuit
Studenten van Lewis kwamen oorspronkelijk met het idee. Ze waren op zoek naar een goedkope manier om elektrische componenten met elkaar te verbinden en de balpen leek hiervoor geschikt. Voor hun definitieve versie hebben ze geëxperimenteerd met verschillende toepassingen. Ze maakten bijvoorbeeld een elektronisch schilderij door met de pen op een vel papier te tekenen en hier een led en batterij op aan te sluiten.

Wat de pen vooral zo handig maakt, is dat je hem direct kunt gebruiken; als je maar een stuk papier hebt. Dat bleek bijvoorbeeld toen het team de pen voor het eerst presenteerde. Iemand in de zaal vroeg of Lewis een LED op haar visitekaartje konden aanbrengen. Daarop tekende Lewis met de pen een elektronisch circuit, verbond dat met een batterij, elektroden en een led, en het lampje was een feit. 

Volgens Lewis zou de pen binnen twee jaar klaar kunnen zijn voor de markt, maar daar is het team nog niet mee bezig. Ze werken nu aan het verbeteren van de techniek, zodat de pen dunnere draadjes kan tekenen. De prijs hoeft in ieder geval geen probleem te zijn: ze schat dat de pen rond de 30 euro zou kosten. En aangezien de pen meerdere circuits kan tekenen, zijn de kosten per tekening slechts 60 cent. 

Bron: kennislink.nl