Cercetătorii din China au dezvoltat fibre conductoare pe bază de poliuretan-care se pot întinde până la de cinci ori lungimea lor inițială, se auto-vindecă după tăiere și susțin materiale textile iluminate sensibile la atingere-.
Fibrele au fost produse prin filarea umedă-a unui amestec de poliuretan și un lichid ionic. Rețeaua conducătoare de ioni-interconectate rezultată a menținut căile de mișcare a ionilor pe măsură ce lanțurile de PU din jur au suferit o deformare substanțială.
Cercetătorii de la Universitatea Donghua, Universitatea Jilin și China FAW Group au încorporat fibrele în dispozitive electroluminiscente cu curent alternativ-destinate pentru afișaje portabile și interfețe om-mașină.
Fibrele au obținut o alungire de 500% și o conductivitate ionică de 2,8 × 10−6 S/cm. Echipa de cercetare a spus că au păstrat performanța mecanică stabilă pe cicluri repetate de întindere fără degradare evidentă.
Lichidul ionic dispersat în matricea elastomerică PU a permis rețelei conductoare să găzduiască mișcarea fără a întrerupe transportul ionilor. Acest lucru a permis dispozitivelor să continue să emită lumină în timp ce suferă deformări mari.
Cercetătorii au demonstrat, de asemenea, iluminarea sensibilă la atingere-utilizând cuplarea capacitivă între corpul purtătorului și fibră. Atingerea dispozitivului i-a modificat câmpul electric și a declanșat un răspuns vizibil fără a necesita un comutator mecanic convențional.
După ce o fibră a fost tăiată, interacțiunile dinamice din poliuretan au permis suprafețelor tăiate să se reconecteze la temperatura camerei. Apoi, lichidul ionic a re-stabilit calea conductivă internă, restabilind atât conducerea electrică, cât și performanța de-emițătoare de lumină.
Echipa a spus că fibrele electroluminiscente convenționale se luptă adesea să combine elasticitatea, durabilitatea mecanică și puterea de lumină stabilă. Deteriorarea unei căi conductoare poate dezactiva definitiv aceste dispozitive, în timp ce mișcarea repetată poate provoca crăpare, delaminare sau pierderea conductivității.
Cercetătorii cred că combinația dintre elasticitate, auto--vindecare și receptivitatea la atingere ar putea face fibrele PU adecvate pentru îmbrăcăminte inteligentă, afișaje flexibile și interfețe interactive uman-mașină.
Lucrarea rămâne în stadiul de laborator, iar cercetătorii nu au raportat încercări de producție la scară comercială-, teste de spălare sau performanță pe termen lung-în condiții normale de utilizare a articolelor de îmbrăcăminte-.
Studiul, „Fibrele conductoare ionice ultrastretchabile și robuste din punct de vedere mecanic permit dispozitive electronice electroluminiscente purtabile cu toleranță mare la deformare și cuplare capacitivă corporală-”, a fost publicat în revistaJurnalul de Știința Materialelorpe 11 august.