印刷出来的电路板：物联网是网络终极梦想

　　当我们听到“印刷电路”四个字时，往往会想起最常见的电子部件。那是表面涂了一层导电金属的树脂板，作为电子器件的支撑体和连接者，差不多已经出现在所有的现代电子设备中。

　　印刷电子

　　2013年的国际消费电子展上，英特尔(30.23, 0.03, 0.10%)公司和英国塑料逻辑公司推出了“纸平板”电脑，用的是10.7英寸、可弯曲的塑料屏幕。最值得注意的是，这块屏幕上的晶体管，是通过印刷的方式实现的。利用类似的技术，三菱化学公司在2010年印制出了世界上最大的有机发光二极管面板，美国俄勒冈大学曾经用喷墨打印机制造过太阳能电池，英国的一家公司正在开发以印刷方式生产太阳能薄膜电池的技术，而日本甚至已经开发出了可以在阳光下为电子设备充电的公文包。德国企业在几年前就开发出了可以印刷的锂离子聚合物电池技术，如纸般轻薄。现在在德国、美国和英国已经有了几家公司拥有了类似技术，可以像印刷海报般印出电池来。

　　人们将这种直接印刷出电子器件的技术叫做“印刷电子”，和过去的“印刷电路”相区别。在“印刷电路”中，“印制”的主要工序是光刻和腐蚀，而印刷电子则是直接将电气器件制作到基材上。这种技术以新型油墨替代传统印刷油墨，采用类似于传统喷墨印刷技术制备电子电路和元器件。这里，具有关键性意义的新型“油墨”是具有导电、介电或半导体性质等的“电子油墨”。

　　这种印刷技术还有更多可能性。现在我们正面对着越来越多的电子器件，其中还有许多是一次性使用的。印刷电子技术的成本更低、工艺简单、而且可以大批量制备。2013年年初，挪威的ThinFilm公司发布了一小段有趣的视频，介绍了自己的专利技术：使用在印刷厂常见的卷对卷印刷技术，把电路、处理器、温度传感器、存储单元、一小块显示屏和一块电池印在信用卡大小的柔性标签上。这块标签可以贴在任意包装箱上，成本不高，但是用处很大。

　　现在我们也可以再印刷一些别的东西。数米长的显示器、柔软的存储元件、各类传感器甚至是可以弯折的电池，都可以印刷出来。这将会带来即用即印随用随抛的小型电子产品，也可以成为低成本低价格的易耗品，就像纸张或者塑料一样。而且还不仅如此。

　　物联网的呼唤

　　物联网是网络的终极梦想：每个物体都有自己的名字，可以彼此交换信息，并且能够在充分评估的前提下做出最好的决策。汽车之间的通讯可以避免车祸的发生，我们身上的健康传感器会实时把数据告诉医生，而消防员可以观察到某个地区温度的意外升高而出动。物联网想要让一切信息都自由流动，让所有物体都可以主动汇报自身的任何变化。

　　但是，这一梦想需要的计算能力、传感器以及网络设备的数量，都是天文数字。如果没有低成本解决方案的话，将不会有物联网的未来。印刷电子技术的特点正在于可以低成本地大量制造简单电子器件，而物联网需要大量的这类器件来进行无处不在的数据收集。

　　在上世纪80年代，当有机半导体与导体被发现之后，就打开了印刷电子的大门。有机半导体材料往往可以制成溶液，而这也许就意味着可以通过印刷来生产——虽然这些材料的电子学性能并不算很好，但是可以以成本优势来弥补部分不足。而在进入本世纪后，随着纳米技术的发展，制备无机材料“油墨”也成为了可能，于是印刷电子技术就成为了电子产业中的新兴热点之一。

　　就在前几天，通用电气(26.68, -0.29, -1.08%)宣布开发出了一种新技术，可以在特殊的地方印刷出传感器来。他们使用计算机控制的针管在金属表面打印特殊的墨水传感器，用到了两组墨水，其中一组导电性能良好，另一组则是绝缘的金属氧化物。

　　这种技术叫做“直接书写”，可以把传感器放到过去无法放置的地方，例如高温高压的发动机内部。虽然这种技术和印刷交通卡天线的技术类似，但是通用电气的这种新技术能在更严苛的环境下工作。现在，它们开发的传感器已经能够经受超过一千度的高温，还能承受巨大的压力。

　　这意味着，我们可以在那些巨大而危险的机器里布下一些眼线。它可以更早地发现问题，提前发出警告;而这也就意味着人们可以做出更好的决策，享受更安全更舒适的生活。