Fremtiden for strækbar elektronik

Strækbar elektronik repræsenterer en lovende ny teknologi til næste generations bærbare enheder, ifølge en anmeldelse offentliggjort i Videnskab og teknologi af avancerede materialer .

Teknologien har mange mulige anvendelser til sundhedspleje, energi og militæret. Men der er flere udfordringer forbundet med at finde egnede materialer og fremstillingsmetoder. Den største udfordring for at lave strækbar elektronik er, at hver komponent skal tåle at blive komprimeret, snoet og påført på ujævne overflader, samtidig med at ydeevnen bibeholdes, ifølge anmeldelsesforfatteren Wei Wu, materialeforsker ved Wuhan University, Kina.

Mange forskellige strækbare elektroniske komponenter er under udvikling. For eksempel, billige strækbare ledere og elektroder bliver lavet af sølv nanotråde og grafen. Et presserende teknisk problem er behovet for strækbare energikonverterings- og lagringsenheder, såsom batterier. Zink-baserede batterier er lovende kandidater; imidlertid, der kræves mere arbejde for at gøre dem kommercielt levedygtige.

Et alternativ til batterier er strækbare nanogeneratorer, som kan producere elektricitet fra forskellige frit tilgængelige vibrationer, såsom vind eller menneskelige kropsbevægelser. Strækbare solceller kan også bruges til at forsyne bærbare elektroniske enheder.

Ved at integrere flere strækbare komponenter, såsom temperatur, tryk- og elektrokemiske sensorer, det er muligt at skabe et materiale, der ligner menneskelig hud, der kunne bruge signaler fra sved, tårer eller spyt i realtid, ikke-invasiv sundhedsovervågning, samt til smarte proteser eller robotter med forbedrede sanseevner. Imidlertid, på nuværende tidspunkt, fremstilling af kunstig hud forbliver tidskrævende og kompleks.

I øjeblikket er der to hovedstrategier til fremstilling af strækbar elektronik. Den første er at bruge iboende strækbare materialer, såsom gummi, som kan tåle store deformationer. Imidlertid, disse materialer har begrænsninger, såsom høj elektrisk modstand.

Den anden metode er at gøre ikke-fleksible materialer strækbare ved hjælp af innovativt design. For eksempel, skøre halvledermaterialer som silicium kan dyrkes på en forstrakt overflade og derefter lades komprimere, skaber knækbølger. En anden strategi involverer at forbinde "øer" af stive ledende materialer sammen ved hjælp af fleksible sammenkoblinger, såsom bløde eller flydende metaller. Origami-inspirerede foldeteknikker kan bruges til at lave foldbare elektroniske enheder. I fremtiden, strækbar elektronik kan forbedres med nye muligheder, såsom trådløs kommunikation, selvopladning eller endda selvhelbredende.

Det næste skridt efter laboratorietest er at bringe strækbare elektroniske enheder på markedet. Dette kræver billigere materialer og hurtigere, skalerbare fremstillingsmetoder, slutter anmelderforfatteren.