智能食品的弯曲电路

硅很好，但如果它能更便宜、更弯曲、更可打印呢?也许我们可以让食物和冰箱对话。裸体科学家常规和电路弯曲的非凡斯图尔特·希金斯正试图使智能食物成为现实…

斯图尔特:我左手拿着一片硅片;它就像闪亮的血色;它看起来像金属一样坚硬，如果我把它掉在地上，它会像玻璃一样碎掉。

史密斯:是圆盘。它只有4到5厘米宽，又薄又亮，就像一张CD。

斯图尔特:是的，它看起来很像CD。如果你看它的表面，你会发现它有彩虹一样的颜色。这是硅，所以如果你想到你的手机和手机或电脑里的芯片，这就是制造它们的材料——这是一种坚硬的材料。这很好，但是，就像我说的，如果我把它掉在地上，它就会碎，就不那么好吃了。如果有一种方法可以让我们用塑料制造电子产品，既有塑料的优点，又有硅的电气优势呢?

史密斯:你为什么要这么做?

有人掉过智能手机吗?所以如果你掉下像玻璃屏这样的东西或者像硅这样的硬晶体物质，它就会碎掉，它会碎成很多碎片。所以在我的研究中，我正在寻找一种新的材料，这种材料是基于塑料的，也可以是半导体;本质上也可以是电的。所以我们通常认为塑料是绝缘体;这就是我们用它们做插座的原因;这就是我们用它们做电缆的原因，因为我们不想让电流通过。但事实上，有一种特殊的塑料可以作为导体;它们可以导电，它们也可以作为半导体，半导体是在适当的情况下，变成导体的东西。

史密斯:这就是你这里的东西，是吗?

斯图尔特:是的。在我的右手中，我有一个灵活的。它是一块塑料。

史密斯:好的。这和硅片差不多大。我能看透它;它是完全透明的，很薄的……看起来像保鲜膜，但更厚一些，上面还有一些铜色的东西。

斯图尔特:是的，我们看到的实际上是金子。所以如果你仔细观察这个衬底，你会看到这种金线的图案，本质上，所有这些线都是由一种叫做晶体管的小设备连接在一起的，晶体管是一个开关。它就像一个电子开关，你按下它，打开它，关闭它，它是每一个微处理器的基本组成部分。所以当你的计算机进行计算时，是晶体管在开关。

史密斯:我们怎么做呢?

斯图尔特:塑料的好处是，你可以把它们变成墨水，所以，如果你在做像硅这样的东西，你必须使用非常工业化的工艺——这是一种非常难处理的材料。但是，如果你有一个半导体，也是一个塑料，你可以溶解它，你可以把它变成一种墨水，可以进入打印机，例如。像我们家里那样的喷墨打印机。所以我们研究的一件事是在塑料上印制电路的方法。我们将设计从计算机发送到打印机，然后打印机在塑料片上打印出电路，这样我们就在寻找构建层的方法，并创造出这种柔性电路。

史密斯:你可以用同样的技术做什么事情，因为我知道我的手机能做什么，但是，我接近一个卷屏手机吗?

Stuart -你离它还有点远因为硅技术已经发展到现在了;它已经发展了很多年。你口袋里的手机有10亿个晶体管——非常复杂。这块塑料有120个晶体管。我们仍然落后许多年，但我们正在考虑的一件事是将其融入其他类型的产品中。所以，在我的研究中，我关注无线电标签，我很想看看我们是否能制造一个灵活的无线电标签。有点像你的智能卡或安全卡，当你在门上刷卡时，我们会想办法把它做成柔性基板。这样做的原因是，如果你能让东西变得灵活，你可以打印电路，而且你可以便宜而容易地做到这一点，那么你就可以考虑把电路放在你通常找不到的地方，例如，可能在包装上。所以，正如你之前提到的，想象一下你的冰箱里有一个牛奶盒，它可以和冰箱自己说话，并且可以告诉你牛奶什么时候会变质。或者，当你外出购物时，你可以通过看智能手机知道冰箱里有什么，这样你就知道下一步该买什么了。

史密斯:这很值得思考，不是吗?

斯图尔特:没错。这就是我们的想法，如果我们能开发出新的材料，我们能开发出制造这些电路的工艺和方法，那么它就开辟了一个巨大的新技术领域。

史密斯:这是一个显而易见的问题。为什么我们现在不做呢?

斯图尔特:嗯，问题是这些塑料，虽然它们很好，但不是那么好。它们仍然比硅差很多，特别是电荷，电路内部的电流比硅慢得多。

史密斯:我刚才让你给我们做个演示，让我们看看这些东西的速度。你给我们准备了什么小样?

斯图尔特:那么，我想在这里说明如果你有一个慢速晶体管会发生什么;如果你有一个可以开关的慢速开关。现在，在某些方面，如果你让你的智能卡和读卡器交谈它说话很慢，而你让读卡器说话很快，并试图很快地得到东西，这两个不能互相交谈，他们不能理解对方，特别是如果你有晶体管，也可以用作放大器。如果放大器不能看到所有的频率，你就会开始错过信息。

在第一个片段中，我将播放一段语音录音，它将把所有的高频都切断，好像晶体管的切换速度不够快。所以，我们要听一听，试着理解他们在说什么，看看听清楚发生了什么是多么困难。之后，我将播放第二段包含所有频率的片段，这样我们就能听到它在说什么。

史密斯:我们开始吧……

音频-[静音]

音频-我有时能够从我的嘴里喷出一股非常细的唾液。为什么我们会进化成这样?

史密斯:好的。那么，为什么两者听起来理解起来不一样呢?

斯图尔特:那么，在第一个片段中，我们只听到了低频，实际上，为了获得所有的信息，让我们的大脑能够解释所有的信息，我们至少需要有一些频率。我们需要有尽可能高的频率范围，这样在第二个片段中，当我们能听到所有的声音时，就会清晰得多。