Sebuah tim peneliti dari Universitas Teknologi Dalian telah mengembangkan metode pencetakan 3D alternatif untuk mikrostruktur konduktif listrik, yang sangat cocok untuk aplikasi elektronik fleksibel. Alih-alih mengandalkan ekstrusi berbasis nosel tradisional, proses ini menggunakan teknik penarikan fluida yang digerakkan oleh tegangan. Studi ini diterbitkan pada 12 Mei 2025, dalam jurnal Sistem Mikro & Rekayasa Nano.
Inti dari metode ini adalah tinta nanopartikel perak dengan viskositas tinggi, yang direntangkan ke dalam filamen di udara oleh satu jarum. Tinta membentuk jembatan cairan yang stabil antara jarum dan substrat, menyempit menjadi kawat saat jarum diangkat dan mengeras dalam waktu nyata melalui penguapan pelarut yang cepat. Pendekatan ini memungkinkan penciptaan struktur dengan diameter di bawah sepuluh mikrometer – hingga hanya 4 μm, yang lebih kecil dari diameter fisik nosel.
Teknik ini memungkinkan kontrol yang tepat atas geometri kawat dengan menyesuaikan parameter seperti kecepatan pengangkatan, suhu sekitar, dan tekanan udara. Perlakuan pasca-pengolahan termal berikutnya mengurangi resistivitas listrik jejak cetakan hingga sekitar 2,5 × 10-⁷ Ω-m-mendekati konduktivitas perak curah. Struktur kawat yang halus bertahan lebih dari 200 siklus pembengkokan tanpa penurunan performa yang signifikan.
Perangkat demonstrasi yang dibuat dengan teknik ini mencakup susunan LED yang dapat dialamatkan, sensor pencitraan termal pada substrat mika, dan sirkuit osilator. Semuanya dicetak pada substrat lapisan tunggal, sehingga tidak perlu konstruksi PCB multilayer dan melalui pengeboran. Hal ini dapat meningkatkan kepadatan komponen dan mengurangi kerumitan produksi.
“Karya ini menantang status quo dalam pembuatan sirkuit fleksibel,” kata Dr. Dazhi Wang, salah satu penulis makalah tersebut. “Dengan menarik tinta daripada mengekstrusi, kami mendapatkan kontrol yang belum pernah terjadi sebelumnya atas struktur, kecepatan, dan ukuran – semuanya dari satu jarum. Ini bukan hanya sebuah metode pencetakan-ini adalah pemikiran ulang tentang bagaimana kita membangun sirkuit dalam tiga dimensi. Implikasinya untuk teknologi yang dapat dikenakan dan robotika lunak sangat besar.”
