Печатная электроника в России переходит от лабораторных экспериментов к опытному производству. На базе МФТИ разработаны установки для аэрозольной печати с лазерным спеканием наночастиц — оборудование, которое позволяет создавать проводящие структуры без традиционных фотошаблонов, жидкостей и высокотемпературной обработки.

Технология работает так: между металлическими электродами возникает искровой разряд в атмосфере аргона, образующиеся наночастицы обрабатываются лазером для придания сферической формы и через сопло наносятся на поверхность. Это так называемая сухая аэрозольная печать. Её преимущество — возможность наносить материалы на гибкие полимеры, которые не выдерживают высоких температур. На установке уже отработаны режимы для серебра, золота, платины, меди, алюминия и олова. Среди возможных применений — плазмонные структуры для сенсоров, микронагреватели, СВЧ-антенны и элементы микроэлектроники.

По словам разработчиков, технология занимает нишу между традиционной печатью печатных плат (где невозможно получить разрешение 30 микрометров) и фотолитографией (дорогостоящей и требующей сложного оборудования). В 2026 году существует рабочий опытный образец установки, ведётся создание более производительной версии для среднесерийного производства.

Параллельно в МФТИ развивают и другой метод — аэрозольную печать с жидкими чернилами. Они распыляются по принципу медицинского небулайзера, поток проходит через систему отбора капель и поступает в печатающую головку. Это позволяет получать дорожки шириной до 7–10 микрометров и наносить материалы практически на любые поверхности. Составы чернил на основе серебра, платины, нанотрубок и других материалов готовят преимущественно самостоятельно. Установка работает с проводниками, диэлектриками, полупроводниками и прозрачными токопроводящими покрытиями.

Основное ограничение метода — производительность. Система не предназначена для массового выпуска, но хорошо подходит для научных исследований, опытного производства и быстрого прототипирования: готовый образец можно получить в течение часа после разработки топологии. Перспективное направление — биомедицина: печать биополимеров, материалов для заживления тканей, а в будущем — работа с клеточными структурами.

Обе технологии обсуждались на конференции «Печатная и гибкая электроника: оборудование, материалы и технологии», прошедшей в МФТИ 24 июня. Участники отметили, что печатные технологии постепенно выходят на промышленный уровень — особенно в сегменте органических и неорганических светодиодных экранов. Для фотосенсоров этот переход только начинается: отрасль движется к гибридно-монолитным решениям, где фоточувствительный слой формируется непосредственно на схеме считывания с использованием коллоидных квантовых точек и струйной печати. Это позволяет создавать фотосенсоры для широкого спектра длин волн — от ультрафиолета до инфракрасного диапазона.

По данным Ассоциации развития аддитивных технологий, мировой рынок печатной электроники к 2034 году достигнет 115 миллиардов долларов. В России рынок находится в стадии активного насыщения предприятиями собственным оборудованием. Конференция показала: печатная электроника перестаёт быть исключительно академическим направлением и переходит в плоскость создания собственного оборудования, новых материалов и производственных процессов, готовых к внедрению в промышленность.

Подписывайтесь на Телеграм «Сделано у нас» тут, а на сообщество на Пикабу можно подписаться здесь

Также у нас теперь есть канал в МАХ

Физтех, один из ведущих технических университетов России, объявил о снятии запрета на использование искусственного интеллекта при выполнении домашних заданий. По сообщениям портала vz.news, специалисты МФТИ разработали методику, превращающую ИИ в полноценного помощника учащегося. Это считается первым этапом масштабной инициативы, после которого планируется внедрение аналогичной логики в другие фундаментальные бакалаврские курсы.

В то время как школы и университеты по всему миру продолжают бороться с ChatGPT и формировать политики запрета, МФТИ выбрал иной путь – не запрещать, а обучать правильному использованию ИИ. Такое решение, по мнению замглавы администрации президента Максима Орешкина, обусловлено утратой смысла традиционных домашних заданий в условиях развития ИИ.

Согласно заявлению представителей МФТИ, отказ от запретов и обучение работе с нейросетями позволит студентам выйти на рынок труда с навыками, которые уже востребованы у большинства работодателей.

Учёные МФТИ разработали сегнетоэлектрическую память, которая выдерживает до 100 миллионов циклов перезаписи — это в тысячи раз больше, чем у современной флеш-памяти. Данные не теряются при отключении питания, а энергии потребляется минимум.

Сегнетоэлектрики сохраняют информацию даже без питания — за счёт остаточной поляризации. Работают они в плёнках толщиной в несколько нанометров, что отлично подходит для миниатюрных чипов. И есть ещё один важный плюс: такие материалы могут находиться не только в двух состояниях («0» и «1»), но и в промежуточных. Это позволяет создавать транзисторы, похожие на синапсы человеческого мозга. Учёные МФТИ работали с оксидом гафния-циркония. Они научились прогнозировать поведение памяти и нашли баланс между скоростью, надёжностью и долговечностью.

Главная проблема сверхтонких плёнок — токи утечки. Чем тоньше слой, тем больше тока просачивается сквозь него, что убивает энергоэффективность и создаёт помехи. Исследователи выяснили: ток течёт не через сами кристаллы, а по границам между ними. При уменьшении толщины кристаллические зёрна становятся мельче, а общая длина их границ растёт. Эти границы работают как ловушки для электронов. Управлять эффектом можно: контролировать размер зёрен, режим отжига, подбирать материалы электродов и специальные затравочные слои.

Чтобы продлить жизнь чипа, инженеры снижают рабочее напряжение. Это уменьшает нагрев и энергопотребление, но плёнка переключается лишь частично: одни области уже переключились, другие — ещё нет. Как долго в таком режиме сохраняются данные? Учёные МФТИ сделали миниатюрные конденсаторы — плёнку сегнетоэлектрика поместили между электродами из вольфрама и нитрида титана. С помощью импульсов от 0,95 до 3,5 вольт имитировали запись, хранение и считывание. На основе данных построили математическую модель, которая предсказывает поведение памяти на годы вперёд. Оказалось, данные теряются из-за «импринта» — «впечатывания» информации в структуру материала. Со временем на дефектах и границах слоёв накапливается заряд, создающий собственное электрическое поле. Оно меняет свойства ячеек: напряжение для считывания становится выше рабочего, и устройство перестаёт «понимать», что записано. Модель помогает этого избежать.

В новом эксперименте учёные изготовили конденсаторы с толщиной рабочего слоя от 5 до 10 нанометров. Самая тонкая плёнка (5 нм) чуть хуже держит заряд, зато выдерживает более 100 миллионов циклов перезаписи. Плёнки 6 и 8 нм выходят из строя уже после 1–10 миллионов циклов. А самая толстая (10 нм) лучше всех хранит данные долгое время, но ресурс перезаписи у неё невелик. Правило простое: чем лучше сегнетоэлектрик, тем быстрее он стареет под действием собственного поля, поясняют в МФТИ.

Пользуясь этим правилом, память можно адаптировать под конкретную задачу. Кардиостимуляторам нужно надёжное и долгое хранение — выбираем более толстые плёнки. А ускорителям ИИ и системам обработки видео нужны миллиарды циклов быстрой перезаписи — здесь выигрывает ультратонкий слой.

Эта работа закладывает основу для элементов памяти нового поколения — от сверхнадёжных имплантов до энергоэффективных чипов для систем искусственного интеллекта.

Подписывайтесь на Телеграм «Сделано у нас» тут, а на сообщество на Пикабу можно подписаться здесь

Также у нас теперь есть канал в МАХ