Для електроніки створили проведене еластичне волокно

Швейцарські дослідники навчилися створювати високоеластичні композитні волокна, здатні звернемо розтягуватися майже в шість разів. Вони змогли створити таким способом оптичне волокно, а також волокно з електродами з рідкого сплаву і вуглецю, повідомляється в журналі.

Розробники електроніки створюють прототипи пристроїв, зроблені з м'яких, еластичних і провідних матеріалів. Це робить пристрої зручнішими в носінні, а також захищає їх від механічного пошкодження. Але технології створення таких матеріалів поки недостатньо розвинені і на практиці вони застосовуються рідко, тому вчені та інженери продовжують пошук нових матеріалів і методів їх створення.

Дослідники з Федеральної політехнічної школи Лозанни розробили метод створення композитного волокна, що об'єднує в собі кілька матеріалів і здатного розтягуватися в кілька разів. Вони використовували метод термовитяжки з преформи, який застосовують для створення оптоволокна. Для цього спочатку створюється велика відносно товщини волокна заготівля, в якій матеріали розташовані в тому порядку, в якому вони повинні знаходитися в волокні. Після цього заготовка нагрівається і з неї витягується у багато разів більш тонке волокно, причому під час цього процесу можна безперервно створювати кілометри волокна, намотуючи його на барабан.

Вчені вибрали як основу волокна сополімер, що складається з двох фаз - твердої і м'якої. Регулюючи співвідношення цих фаз можна керувати властивостями матеріалу, в тому числі в'язкоупругість і температуру розм'якшення, які важливі для процесу термовитяжки. Підібравши оптимальне співвідношення для основи волокна дослідники почали експериментувати з різними додатковими матеріалами і структурами їх організації у волокні. Наприклад, вони створили оптоволокно, серцевина якого складається з жорсткого полікарбонату, а оболонка з м'якого сополімера. Крім того, вони створили кілька варіантів проводять волокон, в яких за провідність відповідає проводить полімер з включеннями технічного вуглецю або рідкий при кімнатній температурі сплав, такий як галінстан. Протестувавши одне з таких волокон дослідники виявили, що воно може звернемо розтягуватися в майже шість разів.

Автори запропонували безліч застосувань таким волокнам. Наприклад, їх можна вбудовувати в одяг або в роботів і за збільшенням опору вимірювати розтягнення волокна. Крім того, вони створили прототип клавіатури на основі волокна з двома електродами. Під час натискання клавіші, намальованої на волокні, електроди з'єднуються і напруга в схемі змінюються.

Нещодавно американські дослідники також використовували полімер і рідкий сплав для створення незвичайного еластичного матеріалу. Він не тільки проводить струм, але і мимовільно створює нові провідні доріжки при пошкодженні, що відновлюють провідність.