Gammel papirkunst, kirigami, klar til at forbedre smart tøj

Som en yoga nybegynder, elektroniske komponenter strækker sig ikke let. Men det ændrer sig takket være en variant af origami, der involverer skæring af foldede stykker papir.

I en undersøgelse offentliggjort 2. april i tidsskriftet Avancerede materialer , et forskerhold ledet af University at Buffalo beskriver, hvordan kirigami har inspireret dets bestræbelser på at bygge formbare elektroniske kredsløb.

Deres innovation - at skabe små plader af stærke, men bøjelige elektroniske materialer lavet af udvalgte polymerer og nanotråde - kunne føre til forbedringer i smart beklædning, elektronisk hud og andre applikationer, der kræver bøjeligt kredsløb.

"Traditionel elektronik, ligesom printpladerne i tablets og andre elektroniske enheder, er stive. Det er ikke et godt match for den menneskelige krop, som er fuld af bøjninger og kurver, især når vi flytter, siger hovedforfatter Shenqiang Ren, professor i Institut for Mekanik og Rumfartsteknik.

"Vi undersøgte designprincipperne bag kirigami, som er en effektiv og smuk kunstform, og anvendte dem i vores arbejde med at udvikle en meget stærkere og strækbar leder af kraft, " siger Ren, også medlem af UB's RENEW Institute, som er dedikeret til at løse komplekse miljøproblemer.

Studiet, som inkluderer beregningsmodelleringsbidrag fra Temple University-forskere, anvender nanoconfinement engineering og strain engineering (en strategi inden for halvlederfremstilling, der bruges til at øge enhedens ydeevne).

Uden kirigami, polymeren - kendt som PthTFB - kan deformeres op til 6 procent fra sin oprindelige form uden at ændre dens elektroniske ledningsevne. med kirigami, polymeren kan strække sig op til 2, 000 procent. Også, ledningsevnen af ​​PthTFB med kirigami stiger med tre størrelsesordener.

Fremskridtet har mange potentielle anvendelser, inklusive elektronisk hud (tyndt elektronisk materiale, der efterligner menneskelig hud, ofte brugt i robot- og sundhedsapplikationer), bøjelige skærme og elektronisk papir. Men dens mest nyttige anvendelse kunne være i smart tøj, et marked, som analytikere siger, kunne nå 4 milliarder dollar i 2024.